專利名稱：向曲面印刷的方法以及以該方法獲得的印刷曲面體的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及在具有曲面的被印刷物上以良好的精度進行印刷的方法以及以該方法獲得的印刷曲面體。
背景技術(shù)：
過去，作為在具有曲面的被印刷物的曲面特別是在長度方向上長的曲面上進行各種印刷的方式，采用彈性橡皮布的印刷法已為人們所熟知。即，過去的橡皮布印刷法，是在鋼鐵或塑料制造的凹版的印刷原版上涂敷油墨，用壓勺狀的刮板將凸部的多余油墨去除，使軟質(zhì)的曲面彈性橡皮布的表面按壓在該印刷原版上，將留在印刷原版導體的凹部中的油墨復印過來，再使該彈性橡皮布與被印刷物的曲面接觸而完成印刷的。
但是，在這種場合，印刷原版以往是鋼鐵或塑料制造的，涂敷油墨后要將凸部的多余油墨刮去，因此，要想使凹部的油墨可靠得到保持而且能夠充分復印到彈性橡皮布上，就必須使凹部具有足夠的深度，而這又成為導致印刷精度降低的原因。
在采用彈性橡皮布進行印刷時，若印刷原版的凹凸很大，則彈性橡皮布的表面的變形將很大，無法以良好的精度進行印刷。此外，由于版是凹版，因而要切實保持油墨量，就必須使凹部有足夠的深度。但是，深度深則彈性橡皮布的變形也大，而且由于是凹部，因而要想使底部的油墨復印到彈性橡皮布上，就必須使彈性橡皮布本身質(zhì)地足夠柔軟而能夠順應于該凹凸的變化，故而條件更為惡化。
相對于此，如果印刷原版是凸版，則只在其凸部涂敷油墨即可，也可以由油墨本身形成凸部，使得凹凸量更小。因此，彈性橡皮布本身也可以使用質(zhì)地稍硬的材料，而且由于凹凸可以較小因而彈性橡皮布表面的變形也小，還能夠?qū)τ湍窟M行微小的調(diào)節(jié)，能夠以良好的精度進行印刷。關于使用凸版和彈性橡皮布的曲面印刷，已開發(fā)出例如特開平2-239972號公報所記載的各種各樣的技術(shù)。
如上所述，過去，在對具有曲面特別是具有長度方向上長的曲面的被印刷物進行印刷時，是以曲面印刷彈性橡皮布+凹版印刷原版的組合進行的，因此，印刷精度低，要進行多色彩色印刷是困難的。特別是采用凹版時，由于油墨量大，因而存在著微細網(wǎng)點等印刷精度極差的缺點。
此外，關于彈性橡皮布的形狀和性狀，在與被印刷曲面吻合的柔性良好的形狀的設定、符合對印刷油墨的保持性和分離性要求的材料和表面狀態(tài)的設定等、以及作為結(jié)果能夠以期望的保真性進行印刷等條件的設定方面，幾乎都是按照經(jīng)驗性錯誤思維進行的，其設定要耗費很多時間和勞力。
特別是在具有較長形狀的印刷曲面體例如汽車內(nèi)裝部件上形成圖案時，作為印刷法，例如采用的是在水溶性薄膜上涂敷印刷油墨，使之在轉(zhuǎn)印槽的水溶液表面飄浮而轉(zhuǎn)印到被印刷曲面體10上的所謂流體印刷法等。此外，還有在曲面體成型時將預先形成有圖案的薄膜或疊層通過粘接或焊接進行設置的方法。
但是，作為前者，其轉(zhuǎn)印槽等裝置本身為大型裝置，不僅成本高，而且圖案精度也較差。而作為后者，其工序復雜，圖案也未必能夠與曲面完全相對應。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，其目的是，提供一種能夠在具有較長形狀的曲面體或數(shù)個并排排列的曲面體上，以有利于進行批量生產(chǎn)的方式并且以較低的價格且良好的印刷精度進行曲面印刷的向曲面印刷的方法，以及，以該方法獲得的印刷曲面體。
作為本發(fā)明的向曲面印刷的方法，(1)具有在凸版印刷原版3的凸部的高度h為0.1～50μm的平板形凸版印刷原版3的所述凸部上涂敷印刷用油墨的工序；對橡膠或橡膠狀的滾筒狀彈性橡皮布2施加一定的壓力，使之邊圓滑地旋轉(zhuǎn)邊壓貼在安裝在固定位置上的、涂敷了所述印刷用油墨的凸版印刷原版3上，使印刷用油墨復印到該滾筒狀彈性橡皮布2的外周面上的工序；使復印了印刷用油墨的所述滾筒狀彈性橡皮布2移動而與被印刷曲面體10的曲面加壓接觸從而對其實施印刷的工序。
(2)具有在凸版印刷原版3的凸部的高度h為0.1～50μm的平板形凸版印刷原版3的該版凸部上涂敷印刷用油墨的工序；使具有相對于被印刷曲面體10的曲面以相同的極性方向形成的、相對于所述被印刷曲面體10的曲面設定的既定形狀的曲面的橡膠或橡膠狀的滾筒狀彈性橡皮布2，壓貼在安裝在固定位置上的、涂敷了所述印刷用油墨的凸版印刷原版3上，使印刷用油墨復印到該既定形狀的曲面上的工序；使復印了印刷用油墨的具有所述既定形狀曲面的滾筒狀彈性橡皮布2移動而與被印刷曲面體10的曲面接觸，對其實施印刷的工序。
(3)在上述(1)或(2)中，相對于所述被印刷曲面體10的曲面的最大凸部的高度差H，所述滾筒狀彈性橡皮布2的徑向的厚度T至少為2H≤T≤8H，(4)在上述(1)～(3)中，所述滾筒狀彈性橡皮布2的材料為硅橡膠，并且，其硬度(JIS A級)為3～40，尤以3～20為佳，(5)在上述(1)～(4)中，所述凸版印刷原版3的凸部的高度h為0.1～25μm，(6)在上述(1)～(4)中，所述凸版印刷原版3的凸部的高度h為0.1～15μm，(7)在上述(1)～(6)中，所述印刷用油墨的粘度為5～500PaS，(8)在上述(1)～(6)中，所述印刷用油墨的粘度為5～250PaS，(9)在上述(1)～(6)中，所述印刷用油墨，作為實用性尺度具有為通常膠印用油墨的粘度的1～1/5倍的粘度，(10)在上述(1)～(9)中，所述滾筒狀彈性橡皮布2的表面粗糙度為Hmax0.5～2μm，(11)在上述(1)或(3)～(10)中，所述平板形凸版印刷原版3的該版凸部上涂敷了印刷用油墨的該版凸部的圖像，是以所述曲面在凸版印刷原版3上的正投影和該曲面的實際長度二者之比為基準縮小或放大后設置的，(12)在上述(1)～(11)中，所述被印刷曲面體10，是具有在長軸方向上長的形狀的被印刷曲面體，或者是將多個被印刷曲面體10在長軸方向上排列的印刷體。
此外，作為本發(fā)明的向曲面印刷的方法，(13)在上述(2)～(11)中，所述被印刷曲面體10的曲面，特別是具有在長軸方向上長的形狀的曲面，是至少沿其長軸方向在寬度方向的各個位置上具有一樣的凸部曲率半徑R的曲面，所述滾筒狀彈性橡皮布2的相對于該凸部曲率半徑R的所述既定形狀曲面的主軸截面，由兩個主曲面和將該兩個主曲面的交叉部圓滑地連接起來的頂部曲面構(gòu)成，該兩個主曲面，相對于所述被印刷曲面體10的凸部曲面的主軸截面的曲率半徑R，具有構(gòu)成既定形狀的曲面的曲率半徑r，該曲率半徑r是所述R的(1～3)倍，并且，該兩個主曲面r0的兩個中心之間的距離L(＝2X)相交叉的值，是所述R的(0.05～0.15)倍，而所述端部曲面具有與所述被印刷曲面體10的曲率半徑同等的曲率半徑，(14)由利用上述(1)～(13)所述的向曲面印刷的方法的工序，以及，將替代滾筒狀彈性橡皮布2而使用片狀橡皮布并以(1)～(13)為準的向曲面印刷的方法作為另外的工序組合而成。
此外，作為本發(fā)明的印刷曲面體，(15)以上述(1)～(14)所述的向曲面印刷的方法進行表面印刷而獲得，(16)在上述(15)中，所述印刷曲面體是汽車零部件，(17)在上述(15)中，所述印刷曲面體是汽車的方向盤或內(nèi)外裝部件，(18)在上述(15)中，所述印刷曲面體是電子設備的外裝部件，(19)在上述(15)中，所述印刷曲面體是移動電話機的外裝部件，(20)在上述(15)中，所述印刷曲面體是裝飾品或體育用品，(21)在上述(15)中，所述印刷曲面體是眼鏡框。
根據(jù)本發(fā)明的向曲面印刷的方法，能夠在被印刷曲面體10、特別是具有在長軸方向上比較長的形狀的被印刷曲面體10的曲面上以良好的精度進行印刷，并能夠以較低的價格提供以該方法獲得的印刷曲面體。


圖1是對本發(fā)明中所使用的滾筒狀彈性橡皮布2(硅橡膠)的硬度(JIS A級)與印刷精度的關系進行展示的附圖。
圖2是對本發(fā)明的印刷原版3的凸部高度(C是凹部的深度)與印刷精度的關系的試驗結(jié)果進行展示的附圖。
圖3是本發(fā)明中的彈性橡皮布的主曲率半徑r與其中心偏移距離X的關系進行展示的附圖。
圖4是對本發(fā)明實施例1中的被印刷曲面體試品1的概要形狀進行展示的示意圖。
圖5展示的是本發(fā)明實施例1中的凸版印刷原版3上所施加的印刷對象圖案，(a)是平行于軸向的圖案，(b)是垂直于軸向的圖案。
圖6是對本實施例2中所使用的被印刷曲面試品1的形狀進行展示的說明圖。
圖7是示意性展示本實施例2中的滾筒狀彈性橡皮布2的立體參考圖。
圖8是對與被印刷曲面體10的主曲率半徑R相對應的滾筒狀彈性橡皮布2的主曲率半徑r與中心偏移距離X的關系進行示意性展示的附圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的特點是，能夠更簡單更容易地決定過去要憑直覺和經(jīng)驗決定的滾筒狀彈性橡皮布2的制作規(guī)格，此外，根據(jù)所決定的規(guī)格而獲得的恰當?shù)臐L筒狀彈性橡皮布2與特種的凸部高度差極低的凸版原版3的組合，進而與具有特征性的低粘度(薄)印刷油墨組合，由此能夠高效率、低價格實現(xiàn)具有很高印刷精度的曲面印刷。此外，還能夠提供采用該曲面印刷法而更高效更低成本地獲得的印刷曲面體10特別是汽車的方向盤和內(nèi)外裝部件等。
即，滾筒狀彈性橡皮布2和凸版印刷原版3的最佳規(guī)格，特別要從以下方面決定。
(1)與被印刷曲面體10的形狀、特別是具有長度方向上長的形狀的曲面體的曲面形狀相對應的彈性橡皮布形狀、彈性橡皮布材料(特別是硬度、彈性率)，(2)用于使凸版印刷原版3上的印刷油墨高效率轉(zhuǎn)印到彈性橡皮布表面上，使該油墨高效率印刷到被印刷曲面體10上的彈性橡皮布表面特性(油墨展開性、分離性)，(3)凸版印刷原版3的凸部高度以及精度的設定。
作為滾筒狀彈性橡皮布2的材質(zhì)，主要使用硅橡膠。對滾筒狀彈性橡皮布2提出的表面性質(zhì)要求，包括可使油墨從所述凸版印刷原版3轉(zhuǎn)移到彈性橡皮布表面上的油墨吸附性，能夠吸收油墨中的溶劑而使油墨粘度提高的性質(zhì)，可使該油墨完全轉(zhuǎn)移到被印刷曲面體10表面上去的分離性，以及，在被印刷曲面體10上進行印刷后不使油墨殘存在彈性橡皮布表面的性質(zhì)。
這些性質(zhì)與所使用的印刷油墨的性能有密切的關系，但從滾筒狀彈性橡皮布2方面來說，是由彈性橡皮布表面本身的表面自由能決定的，在很大程度上被彈性橡皮布的材質(zhì)以及彈性橡皮布表面的形態(tài)、特別是表面粗糙度所左右。
即，使油墨從凸版印刷原版3轉(zhuǎn)移到彈性橡皮布表面上時的吸附性，與完全轉(zhuǎn)移到被印刷曲面體10上去的分離性以及用于在被印刷曲面上進行印刷后不使油墨殘存于彈性橡皮布表面的性質(zhì)是相反的性質(zhì)，要靠橡皮布材料本身在印刷工序的很短時間內(nèi)相應地轉(zhuǎn)換性質(zhì)是困難的。此外，當被印刷曲面體10的高度差較大時，彈性橡皮布表面的變形當然也很大而且更為復雜。
本發(fā)明人通過多次實驗發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明的滾筒狀彈性橡皮布2的實際作業(yè)工序中，即，使油墨從凸版印刷原版3轉(zhuǎn)移到曲面彈性橡皮布2上的工序(A)(彈性橡皮布表面發(fā)生從曲面向平面的變形)、使彈性橡皮布向被印刷曲面體10所在位置移動的工序(B)(彈性橡皮布表面發(fā)生從平面向曲面的變形)、將彈性橡皮布壓貼在被印刷曲面體10上進行曲面印刷的工序(C)(彈性橡皮布表面從正極性曲面變形為負極性曲面)的工序組合中，曲面彈性橡皮布表面的油墨保持性能夠在某種粗糙度范圍內(nèi)相對發(fā)生變化而與前述相反的性質(zhì)相對應。
由后述比較試驗的結(jié)果可知，彈性橡皮布表面粗糙度無論過細還是過粗狀況均不佳，較細時保持性較好但分離性出現(xiàn)問題，過粗時保持性降低但分離性較好。特別是在0.5～2μm的范圍內(nèi)，保持性和分離性均足夠好，本發(fā)明的印刷用曲面彈性橡皮布的表面粗糙度以0.5～2μm為宜。
滾筒狀彈性橡皮布2的材料，最好是這樣一種硅橡膠，即，可使油墨從前述凸版印刷原版3轉(zhuǎn)移到彈性橡皮布表面上時的吸附性、完全轉(zhuǎn)移到被印刷曲面上去的分離性、以及、用于在被印刷曲面上進行印刷之后不使油墨殘存在彈性橡皮布表面上的性質(zhì)比較均衡的硅橡膠。此外，通常供實用的硅橡膠的硬度為20～90，但由多次試驗的結(jié)果可知，作為滾筒狀彈性橡皮布2的材料硬度(JIS A級)，最好是3～40左右并能夠兼顧變形量，尤以質(zhì)地較為柔軟的3～20左右為佳。
圖1是展示滾筒狀彈性橡皮布2(硅橡膠)的硬度(JIS A級)與印刷精度的關系的附圖。
圖中，A是采用本發(fā)明的滾筒狀彈性橡皮布2(硅橡膠)時的試驗結(jié)果，C是進行以往的凸版印刷時的試驗結(jié)果。由圖可知，滾筒狀彈性橡皮布2的材料硬度(JIS A級)以3～20左右為宜。
如前所述，作為滾筒狀彈性橡皮布2，在使油墨從凸版原版轉(zhuǎn)移到曲面彈性橡皮布上的工序(A)(彈性橡皮布的表面發(fā)生從曲面向平面的變形)、使彈性橡皮布移動到被印刷曲面體10的位置上的工序(B)(彈性橡皮布的表面發(fā)生從平面向曲面的變形)、將彈性橡皮布壓貼在被印刷曲面體10上進行曲面印刷的工序(C)(彈性橡皮布的表面從滾筒狀彈性橡皮布2的曲面變形為被印刷曲面體10的曲面)的各工序中，其表面形狀將發(fā)生變化。因此，首道工序之A工序中的圖像復制精度是極為重要的。本發(fā)明的特征在于，使凸版原版上涂敷油墨的凸部的高度盡可能低，以提高圖像的轉(zhuǎn)移精度、進而提高印刷精度。
即，本發(fā)明的特征在于，將具有恰當硬度的滾筒狀彈性橡皮布2、凸部高度極低的凸版原版、以及、具有恰當粘度的印刷油墨組合。由此，可維持印刷精度，還能夠通過曲面印刷進行多色印刷。
在這種場合，平板形凸版原版為鋁合金板制造，由感光劑形成其凸部。
該凸部的高度為0.1～50μm，而以0.1～25μm為佳，若為0.1～15μm則更好，重要的是具有使油墨轉(zhuǎn)移到滾筒狀彈性橡皮布2上所必需的足夠的高度。
通常，在彈性橡皮布印刷中，原版使用的是凹版原版。從常識上來說，作為凹版印刷原版，其凹部是采用感光/腐蝕法形成，其深度至少為感光劑涂裝厚度的數(shù)十倍左右。此外，是從該凹版原版的凸部上將油墨刮去，使存留在凹部中的油墨轉(zhuǎn)移到彈性橡皮布上的，因此，作為凹部的深度較深而較深的凹部會引起表面形狀發(fā)生變化的曲面印刷，其油墨的轉(zhuǎn)移精度差、進而印刷精度差。
相對于此，作為使涂敷在高度極低的凸版印刷原版3的凸部上的油墨轉(zhuǎn)移的本發(fā)明的方式，通過使用具有凸部的凸版印刷原版3，所述凸部的高度h為0.1～50μm、最好是0.1～25μm、尤以0.1～15μm為佳，即便在滾筒狀彈性橡皮布2上也能夠獲得良好的印刷精度。
圖2是對凸版印刷原版3的凸部高度h(C是凹部的深度)與印刷精度的關系的試驗結(jié)果進行展示的附圖。
由圖可知，在凸部的高度h或凹部的深度的某一范圍內(nèi)存在著印刷精度的峰值，采用本發(fā)明的場合(A)，其印刷精度的峰值出現(xiàn)在凸部的高度h為0.1～50μm處，并超過現(xiàn)有凹版印刷原版(C)的峰值，而在高度為3～25μm處以及更好時的0.1～15μm處，高于現(xiàn)有的凸版印刷(B)的精度。
若高度為0.1μm以下，則印刷工序中的自由度變得極低，因而是所不希望的。
此外，所使用的印刷油墨，自然要選擇具有在滾筒狀彈性橡皮布2上可被吸附并且油墨中的溶劑成分能夠被吸收而使油墨粘度提高的性質(zhì)、以及、可完全轉(zhuǎn)移的分離性，并且能夠滿足在被印刷曲面體10上進行印刷后油墨不會殘留在彈性橡皮布2表面上的性質(zhì)的油墨，但在本發(fā)明中，進一步選擇能夠與凸版印刷原版3的凸部的極低的高度相適應的油墨是非常重要的。在實用上，要考慮這些性質(zhì)的均衡性進行選擇。
本申請人通過許多基礎試驗以及實體實驗有了以下發(fā)現(xiàn)。
由許多實用試驗的結(jié)果得知，印刷用油墨的粘度以在5～500PaS(25℃下)的范圍內(nèi)為宜。此外，在凸版印刷原版3的凸部的高度h為0.1～15μm時，粘度必須為5～250PaS(25℃下)。
作為本發(fā)明，若粘度低于5PaS，則會在凸版印刷原版3上產(chǎn)生圖像之外的污穢，因而是所不希望的。
而如果粘度高于250PaS，則不易在硅橡膠的曲面印刷用彈性橡皮布2的表面上展開，即，向彈性橡皮布2表面上的附著性變差。另外，當凸部的高度為15μm以下時，若粘度在500PaS(25℃下)以上，則無法保證足夠的印刷精度。
另外，作為本發(fā)明中印刷油墨的粘度的實用性尺度，若相對于通常的平板膠印印刷中在同一條件下使用的膠印印刷用油墨的粘度達到1～1/5倍左右，則大體上能夠滿足上述條件。
為了能夠以良好的精度進行曲面印刷，必須使彈性橡皮布2的表面充分與被印刷曲面體10的曲面相吻合。為此，滾筒狀彈性橡皮布2的彈性部分，在這里是硅橡膠的徑向厚度必須達到可充分順應于曲面凹凸變化所需要的厚度T。在采用硅橡膠的場合，由于泊松比極大，因而相對于加壓方向其橫向變形大，因而必須具有能夠?qū)⒃摍M向變形充分吸收的范圍內(nèi)的徑向厚度T。由實體試驗的結(jié)果得知，對于材料硬度(JIS A級)為3～40左右的硅橡膠，特別是以3～20左右為佳的質(zhì)地較為柔軟的硅橡膠，有必要使?jié)L筒狀彈性(硅橡膠)橡皮布2的徑向的厚度T達到被印刷曲面體10上的最大凹凸高度差H的至少2倍以上的厚度。若在該值以下，則不能夠與曲面充分吻合。
此外還得知，若其厚度T達到H的8倍以上，則被印刷曲面體10的凸形頂面與滾筒狀彈性橡皮布2的外周面二者接觸時的狀態(tài)將接近于平面與平面之間進行接觸的狀態(tài)，因此，在該凸形頂面部分的印刷面上會因存在微量的氣泡而發(fā)生印刷不上的現(xiàn)象。
因此，最好是，本發(fā)明的滾筒狀彈性(硅橡膠)橡皮布2的徑向的厚度T至少相對于被印刷曲面體10上的最大凹凸高度差H為2H≤T≤8H。
此外，在被印刷曲面體10曲面為凹凸量較小的形狀或凹凸以比較長的間距圓滑地改變的形狀的場合，或者，所要印刷的印刷圖像不是需要很高精度的圖像的場合，滾筒狀彈性橡皮布2可以采用直接利用正圓筒形外周的彈性橡皮布。此外，對于在長軸方向上平緩地變化的被印刷曲面體10，也可以在前述厚度T的限制范圍內(nèi)呈圓錐形或類似于圓錐形的形狀構(gòu)成。
在采用上述正圓筒形或圓錐形的滾筒狀彈性橡皮布2而要求以更良好的精度進行曲面印刷的場合，滾筒狀彈性橡皮布2的外周面會在通過平板形凸版印刷原版3進行印刷時在被印刷曲面體10的彎曲表面上呈被拉伸的狀態(tài)或被壓縮的狀態(tài)，印刷精度將因此而降低。因此，在這種場合，最好是將與相對于被印刷曲面體10上的最終圖像而言在平板形凸版印刷原版3上會被拉伸或被壓縮的部分相對應的圖像，作為預先被壓縮或被拉伸的圖像加以設置。
基本上是以上述被印刷曲面體10的曲面的在凸版印刷原版3上的正投影和該曲面的實際長度之比作為基準進行縮小或放大后設置的。
此外，在將滾筒狀彈性橡皮布2的外周形狀設定為與被印刷曲面體10的曲面相對應的曲面規(guī)格時，應如下進行設定。
即，對于滾筒狀彈性橡皮布2的外周形狀與被印刷曲面體10的曲面之間的加壓接觸，基本上以圓筒外周面與曲面加壓接觸時的HertzStress理論為基礎，根據(jù)多次實驗加以修正，從而導出比較簡單的規(guī)格設定方式。
另外，本發(fā)明是將曲率半徑較大的平緩的曲面作為對象的，對于局部存在有曲率半徑小的曲面部分的被印刷曲面體10，可以如后所述進行處理，即，在采用作為本發(fā)明的主要印刷方法的以滾筒狀彈性橡皮布2進行的曲面印刷方式的同時，對于該局部性曲率半徑小的曲面部分，組合進另外的片狀橡皮布曲面印刷方式。
相對于被印刷曲面體10的垂直于長軸方向的截面上的截面曲率半徑R，彈性橡皮布2的形狀主要由3個要素構(gòu)成。
即，與截面曲率半徑R相對應的、可從圖3中求得的彈性橡皮布的兩個主曲率半徑r構(gòu)成的曲面部分、以及、以與該曲面部分合到的頂部部分內(nèi)接的圓弧rt(頂角約為25°左右)倒圓的部分。
此外，彈性橡皮布2的長軸方向上的形狀可以這樣設定，即，以將上述被印刷曲面體10的垂直于長軸方向的截面的最外凸部連接起來的長軸方向母線R1為基準，以與該母線R1相對應的彈性橡皮布2的曲率半徑r1上的各點01、02、03......處的截面的主曲率半徑r01、r02、r03......設定其長軸方向的外周形狀。
即便是在這種場合，也需要如前所述，使?jié)L筒狀彈性(硅橡膠)橡皮布2的徑向厚度T至少相對于被印刷曲面體10上的最大凹凸高度差H為2H≤T≤8H。
上述各點處的構(gòu)成兩個曲面的主曲率半徑r01、r02、r03......，其中心向彼此交叉的內(nèi)側(cè)各偏移一個距離X。但是，由主曲率半徑形成的圓弧的長度應這樣設定，即，適合在截面曲率半徑R的被印刷曲面體10上最大進行半個圓周的印刷。
由多次試驗的結(jié)果得知，在采用滾筒狀彈性橡皮布2的場合，主曲率半徑r0以被印刷曲面體的截面曲率半徑R的(1～3)倍為宜，尤以(1～2)倍為佳。
圖3是對構(gòu)成上述彈性橡皮布2的一致的兩個曲面的截面的主曲率半徑r、與其中心向彼此交叉的內(nèi)側(cè)移動的最佳距離X的關系進行展示的附圖。對于與被印刷曲面體10的截面曲率半徑R相對應的滾筒狀彈性橡皮布2的主曲率半徑r與其中心的移動距離X的關系，在圖8中進行了示意性展示。
可從圖3選擇中心的移動距離X。
此外，在將主曲率半徑r0相對于同一被印刷曲面體10的截面曲率半徑R設定得較大的場合，必須使上述中心的移動距離X大致與主曲率半徑r0成比例地增大。此外，在被印刷曲面體10的截面曲率半徑R小的場合，中心的移動距離X需要取較大的值。
選擇X和r0的值時，以使比率k＝X/r0的值進入(0.05～0.15)的范圍內(nèi)為宜。
在長軸方向上的徑向凸部高度差H較大的場合，最好是，將以與長軸方向上的凸部高度差H相當?shù)膲喝肓恐瞀乘以泊松比的值為基礎產(chǎn)生的、相對于壓入方向滾筒狀彈性橡皮布2在切線方向上的膨脹量ΔX相當?shù)牧繌那笆鯴中減去。
此外，在被印刷曲面體10被最大地壓入彈性橡皮布2中時，與壓入部相鄰的彈性橡皮布2的外周面的非接觸部分上，也會因該壓入深度(凸部高度差H)的存在而產(chǎn)生失真變形。因此，對于被印刷曲面體10的印刷面與滾筒狀彈性橡皮布2開始接觸的位置，充分考慮該失真變形量來決定其相對的位置是重要的。
在被印刷曲面體10順沿于長軸方向由不同的曲率半徑R1、R2......構(gòu)成的場合，對于滾筒狀彈性橡皮布2的相對于順沿于長軸方向的外周形狀中的長軸方向主曲率半徑r1、r2......而言的曲面的主曲率半徑r01、r02......，考慮采用與上述相對于曲率半徑R設定主曲率半徑r同樣的手法進行設定。
圖4是對本發(fā)明的實施例1中的被印刷曲面體試品1的概要形狀進行展示的示意圖。
圖中，1是被印刷曲面體試品，B是試品寬度，B1是試品寬度(1)，B2是試品寬度(2)，B3是至曲面印刷試品的最大凸部處的試品寬度(3)，B4是至最大凸部處的試品寬度(4)，H是最大凸部的高度差，R1是最大凸部的曲率半徑，t是試品厚度。
圖5展示的是本發(fā)明實施例1中的凸版印刷原版3上所形成的印刷對象圖案，(a)是平行于軸向的圖案，(b)是垂直于軸向的圖案。
印刷曲面體試品1形狀參照圖1 材料聚丙烯(黑色)L2200mm，B100mm，R160mm，H15mm(L1100，B150，B250，B330，B460，B510，t2(單位mm))滾筒狀彈性橡皮布2正圓筒形滾筒D×d(軸徑)×L0＝120mm×40mm×220mm材料硅橡膠硬度(JIS A級)15表面粗糙度1.5s使用油墨UV型油墨(色彩銀色 粘度約20PaS)凸版印刷原版3鋁制凸版原版 感光材料凸部高度5μm0.1mm平行線連續(xù)圖案(間距0.15等間隔)(a)平行于軸向的圖案，(b)垂直于軸向的圖案印刷機水平移動式3級滾筒橡皮布印刷機(SHUHO制造3型)使印刷曲面體試品1的長度方向L與上述滾筒狀彈性橡皮布2的軸向一致，制作在鋁制凸版原版上形成有兩種0.1mm平行線連續(xù)圖案即(a)平行于軸向的圖案和(b)垂直于軸向的圖案的版，按照使?jié)L筒狀彈性橡皮布2在原版上圓滑地轉(zhuǎn)動接觸的工序(A)、使彈性橡皮布2向被印刷曲面體10的位置移動的工序(B)、使彈性橡皮布2在被印刷曲面體10上圓滑地加壓接觸而進行曲面印刷的工序(C)的順序進行了印刷試驗。
在圖案為平行于軸向的圖案(a)的場合，在印刷開始側(cè)端部b、c處間距擴大了百分之幾左右，而朝向凸部其間距誤差逐漸減小，在凸部處維持了良好的印刷精度。此外，印刷終了側(cè)的印刷端部e處的印刷精度，因非印刷寬度B5(此時為5mm)的存在，其印刷精度與凸部同樣良好。
在被印刷曲面體試品1的長度方向的端部a、d處，進行本實施例1的線條印刷時，幾乎未見印刷精度變差。
而在圖案為垂直于軸向的圖案(b)的場合，在被曲面印刷試品的長度方向的端緣部明顯看到印刷誤差。但是，產(chǎn)生誤差的范圍在自端部起的5mm以內(nèi)，在最大凸部的高度差為15mm左右時，避免在端部5mm處進行印刷或者對版的間距預先就該部分進行修正，便可解決這個問題。在印刷開始側(cè)以及印刷終了側(cè)，幾乎未見印刷誤差。因此，在單純的直線圖案的場合，以如下圖案進行印刷為宜，即，線條的長度在垂直于長軸方向的方向上，也就是線條的長度在與滾筒狀彈性橡皮布2的軸向相垂直的方向上。
在使曲面印刷試品的凸部的曲率半徑的軸心線與垂直于上述滾筒狀彈性橡皮布2的軸向的方向一致的場合，有必要使順沿于滾筒狀彈性橡皮布2的軸的凸部的數(shù)量最多為2個，并使該凸部的曲率半徑大、高度差盡可能小。
此外，在上述凸部的高度差比較大的場合以及存在有兩個凸部的場合，可以通過對滾筒狀彈性橡皮布2的外周形狀進行修正而加以應對，但該兩個凸部的間隔需要達到一定范圍以上，以使得與滾筒狀彈性橡皮布2的凸部相對應的部分的長軸方向修正形狀不會相互干涉。
即，就該滾筒狀彈性橡皮布2的長軸方向的外周形狀的修正而言，需要如前所述根據(jù)印刷曲面體的R1決定滾筒狀彈性橡皮布2的長軸方向的主曲率半徑r1以及偏心距離X，至少將該長軸方向主曲率半徑r1所形成的外周面和與印刷曲面體10的凸部高度差H相當?shù)母叨榷叩慕稽c處設為干涉限度而使彼此離得遠一些。
圖6是對本實施例2中所使用的被印刷曲面體試品1的形狀進行展示的說明圖，(a)是立體參考圖，(b)是A-A’向截面參考圖，(c)是最大凸部處的截面參考圖，(d)是H1部分的端面參考圖，(e)是H2部分的端面參考圖。
圖7是示意性展示本實施例2中的滾筒狀彈性橡皮布2的形狀的立體參考圖。(a)是滾筒狀彈性橡皮布2的凹凸的極性與被印刷曲面體試品1的形狀極性相同的場合，(b)是其極性與被曲面印刷試品的形狀極性相反的場合。
該實施例2中的規(guī)格如下。
被印刷曲面體試品1(參照圖1)L×B×H3×R1＝110×55×15×110(L140，L270，R245，R375，R435，H10，H110，H25(單位mm))材料聚丙烯材料滾筒狀彈性橡皮布2基本圓筒形狀滾筒D×d(軸徑)×L＝120mm×40mm×220mm(a)r1132(k＝0.12)，r254(k＝0.14)，r390(0.14)，r442(k＝0.14)，l180，12140(單位mm)(b)r’1110(k＝0.05)，r’245(k＝0.05)，r’375(k＝0.05)，r’435(k＝0.05)，l’180，l’2140(單位mm)材料硅橡膠硬度(JIS A級)15表面粗糙度2μm使用油墨UV型油墨(色彩黃銅色)凸版印刷原版3鋁制凸版原版感光材料凸部高度5μm連續(xù)木紋圖案印刷機水平移動式3級橡皮布印刷機(SHUHO制造3型)對采用本實施例2中的(a)、(b)兩種滾筒狀彈性橡皮布2進行印刷的結(jié)果與采用基本圓筒形彈性橡皮布進行印刷的場合進行了比較。除了滾筒狀彈性橡皮布2的形狀不同之外其余條件相同。
對印刷結(jié)果通過目視進行觀察，在采用基本圓筒形彈性橡皮布進行印刷的場合，最大凸部附近的木紋圖案的擴大量較大、圖案不整齊，與之相比較，采用本實施例2中的(a)、(b)滾筒狀彈性橡皮布2的場合，雖在相同部位均觀察到稍有擴大，但尚在成品規(guī)格允許的范圍內(nèi)，可視為良好。至于長度方向上的印刷精度，與采用基本圓筒形彈性橡皮布相比的場合，幾乎未產(chǎn)生擴大和縮小，印刷精度良好。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性對于本發(fā)明，在實施例中就具有較為簡單的曲率半徑的曲面印刷進行了說明，但只要是曲面，并不限于單一曲面，也能夠適用于復雜曲面的印刷。
附圖標記說明1被印刷曲面體試品，2滾筒狀彈性橡皮布，3凸版印刷原版，10被印刷曲面體，21彈性橡皮布的兩個主曲率半徑r1的曲面，22將r1的兩個曲面相銜接的頂部倒圓的部分，23彈性橡皮布基底部分，R被印刷曲面體的垂直于長軸方向的截面的曲率半徑，R1將被印刷曲面體的垂直于長軸方向的截面的最外凸部連接起來的長度方向母線的曲率半徑，r與被印刷曲面體的垂直于長軸方向的截面的曲率半徑R相對應的彈性橡皮布的曲率半徑，r1與被印刷曲面體的長度方向母線的曲率半徑R1相對應的彈性橡皮布的曲率半徑，R01、R02、R03......將被印刷曲面體的長軸方向最外凸部連接起來的長度方向母線上的各點處的曲率半徑，r01、r02、r03......與被印刷曲面體的長度方向母線上的各點處的曲率半徑R01、R02、R03......相對應的彈性橡皮布的曲率半徑，X r1的中心偏移量(偏心量)，B被印刷曲面體試品的試品總體寬度，B1試品寬度(1)，B2試品寬度(2)，B3至最大凸部處的試品寬度(3)，B4至最大凸部處的試品寬度(4)，H被印刷曲面體試品的最大凸部的高度差，t試品厚度，θ將r1的兩個曲面銜接的頂部倒圓的部分處的頂角度。
權(quán)利要求
1.一種向曲面印刷的方法，其特征是，具有在凸版印刷原版(3)的凸部的高度(h)為0.1～50μm的平板形凸版印刷原版(3)的所述凸部上涂敷印刷用油墨的工序；對橡膠或橡膠狀的滾筒狀彈性橡皮布(2)施加一定的壓力，使之邊圓滑地旋轉(zhuǎn)邊壓貼在安裝在固定位置上的、涂敷了所述印刷用油墨的凸版印刷原版(3)上，使印刷用油墨復印到該滾筒狀彈性橡皮布(2)的外周面上的工序；使復印了印刷用油墨的所述滾筒狀彈性橡皮布(2)移動而與被印刷曲面體(10)的表面旋轉(zhuǎn)加壓接觸從而對其實施印刷的工序。
2.一種向曲面印刷的方法，其特征是，具有在凸版印刷原版(3)的凸部的高度(h)為0.1～50μm的平板形凸版印刷原版(3)的所述凸部上涂敷印刷用油墨的工序；使具有相對于被印刷曲面體(10)的曲面所設定的既定形狀的曲面的橡膠或橡膠狀的滾筒狀彈性橡皮布(2)，壓貼在安裝在固定位置上的、涂敷了所述印刷用油墨的凸版印刷原版(3)上，使印刷用油墨復印到該既定形狀的曲面上的工序；使復印了印刷用油墨的具有所述既定形狀曲面的滾筒狀彈性橡皮布(2)移動而與被印刷曲面體(10)的曲面接觸，對其實施印刷的工序。
3.如權(quán)利要求1或2所述的向曲面印刷的方法，其特征是，相對于所述被印刷曲面體(10)的曲面的凹凸高度差(H)，所述滾筒狀彈性橡皮布(2)的徑向的厚度(T)至少為2H≤T≤8H。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的向曲面印刷的方法，其特征是，所述滾筒狀彈性橡皮布(2)的材料為硅橡膠，并且，其硬度(JIS A級)為3～40，尤以3～20為佳。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的向曲面印刷的方法，其特征是，所述凸版印刷原版(3)的凸部的高度(h)為0.1～25μm。
6.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的向曲面印刷的方法，其特征是，所述凸版印刷原版(3)的凸部的高度(h)為0.1～15μm。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的向曲面印刷的方法，其特征是，所述印刷用油墨的粘度為5～500PaS。
8.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的向曲面印刷的方法，其特征是，所述印刷用油墨的粘度為5～250PaS。
9.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的向曲面印刷的方法，其特征是，所述印刷用油墨，作為實用性尺度具有為通常膠印用油墨的粘度的1～1/5倍的粘度。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項所述的向曲面印刷的方法，其特征是，所述滾筒狀彈性橡皮布(2)的表面粗糙度為Hmax 0.5～2μm。
11.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求3至10中任一項所述的向曲面印刷的方法，其特征是，所述平板形凸版印刷原版(3)的該版凸部上涂敷了印刷用油墨的該版凸部的圖像，是以所述被印刷曲面體(10)的曲面在凸版印刷原版(3)上的正投影和該曲面的實際長度二者之比為基準縮小或放大后設置的。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項所述的向曲面印刷的方法，其特征是，所述被印刷曲面體(10)，是具有在長軸方向上長的形狀的被印刷曲面體(10)，或者是將多個被印刷曲面體(10)在長軸方向上排列的印刷體。
13.如權(quán)利要求2至11中任一項所述的向曲面印刷的方法，其特征是，所述被印刷曲面體(10)的曲面，是至少沿其長軸方向在寬度方向的各個位置上具有一樣的凸部曲率半徑Rn(其中，n＝1、2、3...)的曲面，所述滾筒狀彈性橡皮布(2)的相對于該凸部曲率半徑Rn的所述既定形狀曲面的主軸截面，由兩個主曲面和將該兩個主曲面相銜接的頂部圓滑地倒圓的端部曲面構(gòu)成，該兩個主曲面，相對于所述被印刷曲面體(10)的凸部曲面曲率半徑Rn，具有構(gòu)成既定形狀的曲面的曲率半徑rn(其中，n＝01、02、03...)，該曲率半徑rn是所述Rn的(1～3)倍，并且，相銜接的兩個曲面的曲率半徑rn的兩個中心移動距離X相交叉的值，是所述Rn的(0.05～0.15)倍，而所述端部曲面具有與所述被印刷物的曲率半徑同等的曲率半徑。
14.一種向曲面印刷的方法，其特征是，由利用上述權(quán)利要求1～13中任一項所述的向曲面印刷的方法的工序，以及，將替代滾筒狀彈性橡皮布(2)而使用片狀橡皮布并以權(quán)利要求1～13為準的向曲面印刷的方法作為另外的工序組合而成。
15.一種印刷曲面體，其特征是，以上述權(quán)利要求1～14中任一項所述的向曲面印刷的方法進行表面印刷而獲得。
16.如權(quán)利要求15所述的印刷曲面體，其特征是，所述印刷曲面體(10)是汽車零部件。
17.如權(quán)利要求15所述的印刷曲面體，其特征是，所述印刷曲面體(10)是汽車的方向盤或內(nèi)外裝部件。
18.如權(quán)利要求15所述的印刷曲面體，其特征是，所述印刷曲面體(10)是電子設備的外裝部件。
19.如權(quán)利要求15所述的印刷曲面體，其特征是，所述印刷曲面體(10)是移動電話機的外裝部件。
20.如權(quán)利要求15所述的印刷曲面體，其特征是，所述印刷曲面體(10)是裝飾品或體育用品。
21.如權(quán)利要求15所述的印刷曲面體，其特征是，所述印刷曲面體(10)是裝飾品中的眼鏡框。
全文摘要
一種向曲面印刷的方法以及以該方法獲得的印刷曲面體，所述向曲面印刷的方法具有在凸版印刷原版(3)的凸部具有0.1～50μm最好是0.1～25μm的高度的平板形凸版印刷原版(3)的凸部上，涂敷粘度為5～500PaS最好是5～250PaS的印刷用油墨的工序；邊對彈性部的厚度(T)相對于被印刷曲面體(10)的高度差(H)為2H≤T≤8H、硬度(JIS A級)為3～40最好是3～20的橡膠或橡膠狀的滾筒狀彈性橡皮布(2)施加一定壓力，邊使之圓滑旋轉(zhuǎn)地壓貼在涂敷了上述印刷用油墨的凸版印刷原版(3)上，使印刷用油墨復印到該滾筒狀彈性橡皮布(2)的外周面上的工序；使復印了印刷用油墨的上述滾筒狀彈性橡皮布(2)移動而與被印刷曲面體(10)的表面旋轉(zhuǎn)加壓接觸，對其實施印刷的工序。
文檔編號B41M1/02GK101014466SQ2005800302
公開日2007年8月8日 申請日期2005年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月10日
發(fā)明者村岡貢治 申請人:株式會社秀峰