JP2007125730A - Gravure platemaking roll and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クロムメッキを用いることなく、充分な強度を有する表面強化被覆層を具備することができるようにしたグラビア製版ロール及びその製造方法に関し、特にクロム層に替わる表面強化被覆層としてポリカーボネート被膜層を設けるようにしたグラビア製版ロール及びその製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a gravure printing roll and a method for producing the same that can be provided with a surface-strengthening coating layer having sufficient strength without using chrome plating, and in particular, a polycarbonate coating as a surface-strengthening coating layer replacing a chromium layer. The present invention relates to a gravure plate making roll provided with a layer and a method for producing the same.
グラビア印刷では、グラビア製版ロール(グラビアシリンダー)に対し、製版情報に応じた微小な凹部(グラビアセル)を形成して版面を製作し当該グラビアセルにインキを充填して被印刷物に転写するものである。一般的なグラビア製版ロールにおいては、アルミニウムや鉄などの金属製中空ロールの表面に版面形成用の銅メッキ層(版材)を設け、該銅メッキ層にエッチングによって製版情報に応じ多数の微小な凹部(グラビアセル)を形成し、次いでグラビア製版ロールの耐刷力を増すためのクロムメッキによって硬質のクロム層を形成して表面強化被覆層とし、製版(版面の製作)が完了する。しかし、クロムメッキ工程においては毒性の高い六価クロムを用いているために、作業の安全維持を図るために余分なコストがかかる他、公害発生の問題もあり、クロム層に替わる表面強化被覆層の出現が待望されているのが現状である。 In gravure printing, for a gravure printing roll (gravure cylinder), a micro concave portion (gravure cell) corresponding to the plate making information is formed to produce a plate surface, and the gravure cell is filled with ink and transferred to a printing material. is there. In a general gravure plate making roll, a copper plating layer (plate material) for forming a plate surface is provided on the surface of a metal hollow roll such as aluminum or iron, and a large number of minute plating is performed on the copper plating layer according to plate making information by etching. A concave portion (gravure cell) is formed, and then a hard chromium layer is formed by chromium plating for increasing the printing durability of the gravure plate making roll to form a surface-enhanced coating layer, and the plate making (plate surface production) is completed. However, because highly toxic hexavalent chromium is used in the chrome plating process, there is an extra cost to maintain work safety, and there are also problems of pollution, and the surface-enhanced coating layer replaces the chrome layer. The current situation is that the appearance of
一方、ポリカーボネートは Polycarbonate, on the other hand,
の型の高分子化合物である。一般のポリカーボネートは下記式(1)に示すビスフェノールAのポリ炭酸エステルであり、透明な難燃性熱可塑性プラスチックである。耐熱性、耐老化性に優れ、極めて強じんで衝撃に耐え、金属に代わるものとして広く使われている。 It is a polymer compound of the type. General polycarbonate is a polycarbonate of bisphenol A represented by the following formula (1), and is a transparent flame-retardant thermoplastic. It has excellent heat resistance and aging resistance, is extremely strong and can withstand impact, and is widely used as an alternative to metal.
このポリカーボネートは、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、フッ素プラスチックの中間をいく性質を持っているので、成形品(家庭用品、建築材料、自動車部品、工具類、機械部品、電気器具、電気絶縁材料)、光ディスク、ラミネート用、コーティング用、フィルム、シート品などがその用途である。しかし、グラビア製版ロール(グラビアシリンダー)の製造において、銅メッキ層にポリカーボネート被膜を形成し、クロム層に替わる表面強化被覆層として用いる技術はいまだ開発されていない。 This polycarbonate has properties that go between polyamide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and fluoroplastic, so molded products (household products, building materials, automotive parts, tools, machine parts, electrical appliances, electrical insulation materials) ), Optical discs, laminates, coatings, films, sheet products, and the like. However, in the manufacture of gravure platemaking rolls (gravure cylinders), a technique for forming a polycarbonate coating on a copper plating layer and using it as a surface reinforcing coating layer instead of a chromium layer has not yet been developed.
本発明者は、上記した従来技術の問題点に鑑み、クロム層に替わる表面強化被覆層について鋭意研究を続けたところポリカーボネート被膜を形成することによってクロム層に匹敵する強度を有しかつ毒性はなく公害発生の心配も全くない表面強化被覆層を得ることができることを見出し、本発明を完成した。 In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present inventor has conducted earnest research on a surface-enhanced coating layer that replaces the chromium layer, and has a strength comparable to that of the chromium layer by forming a polycarbonate coating and is not toxic. The present inventors have found that a surface-enhanced coating layer can be obtained without any concern about the occurrence of pollution.
本発明は、毒性がなくかつ公害発生の心配も皆無な表面強化被覆層を具備するとともに耐刷力に優れた新規なグラビア製版ロール及びその製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a novel gravure plate making roll having a surface-enhanced coating layer that is non-toxic and has no fear of occurrence of pollution, and excellent in printing durability, and a method for producing the same.
上記課題を解決するために、本発明のグラビア製版ロールは、金属製中空ロールと、該中空ロールの表面に設けられかつ表面に多数のグラビアセルが形成された銅メッキ層と、該銅メッキ層の表面を被覆するポリカーボネート被膜とからなることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a gravure printing roll of the present invention comprises a metal hollow roll, a copper plating layer provided on the surface of the hollow roll and having a number of gravure cells formed on the surface, and the copper plating layer It is characterized by comprising a polycarbonate film covering the surface.
本発明のグラビア製版ロールにおいては、前記銅メッキ層の厚さが50〜200μm、前記グラビアセルの深度が5〜150μm、及び前記二酸化珪素被膜の厚さが0.1〜5μm、好ましくは0.1〜3μm、さらに好ましくは0.1〜1μmであることが好ましい。 In the gravure printing roll of the present invention, the copper plating layer has a thickness of 50 to 200 μm, the gravure cell has a depth of 5 to 150 μm, and the silicon dioxide coating has a thickness of 0.1 to 5 μm, preferably 0.8. It is preferable that it is 1-3 micrometers, More preferably, it is 0.1-1 micrometer.
本発明のグラビア製版ロールの製造方法は、金属製中空ロールを準備する工程と、該金属製中空ロールの表面に銅メッキ層を形成する銅メッキ工程と、該銅メッキ層の表面に多数のグラビアセルを形成するグラビアセル形成工程と、該グラビアセルが形成された銅メッキ層の表面にポリカーボネート被膜を形成するポリカーボネート被膜形成工程とからなることを特徴とする。 The method for producing a gravure printing roll according to the present invention comprises a step of preparing a metal hollow roll, a copper plating step of forming a copper plating layer on the surface of the metal hollow roll, and a number of gravure on the surface of the copper plating layer. It comprises a gravure cell forming step for forming a cell and a polycarbonate coating forming step for forming a polycarbonate coating on the surface of the copper plating layer on which the gravure cell is formed.
本発明のグラビア製版ロールの製造方法においては前記銅メッキ層の厚さが50〜200μm、前記グラビアセルの深度が5〜150μm、前記二酸化珪素被膜の厚さが0.1〜5μm、好ましくは0.1〜3μm、さらに好ましくは0.1〜1μmであることが好適である。 In the method for producing a gravure printing roll of the present invention, the copper plating layer has a thickness of 50 to 200 μm, the gravure cell has a depth of 5 to 150 μm, and the silicon dioxide coating has a thickness of 0.1 to 5 μm, preferably 0. It is suitable that the thickness is 0.1 to 3 μm, more preferably 0.1 to 1 μm.
前記ポリカーボネート被膜を、有機溶剤に溶解したポリカーボネート溶解液をスプレーコート方式、インクジェット方式、ディッピング方式又はファウンティン方式によって前記銅メッキ層表面に塗布することによって形成することが好ましい。 The polycarbonate coating is preferably formed by applying a polycarbonate solution dissolved in an organic solvent to the surface of the copper plating layer by a spray coating method, an inkjet method, a dipping method, or a fountain method.
ポリカーボネートを溶解する有機溶剤としては、トリクロロエタン、トルエン、ベンゼン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、酢酸エチル、メチルエチルエーテル、メチレンクロライド、エチレンクロライド、二硫化炭素、テトラヒドロフラン、四塩化炭素、N−メチル―2―ピロリドン(NMP)等をあげることができる。 Examples of organic solvents for dissolving polycarbonate include trichloroethane, toluene, benzene, xylene, acetone, methyl ethyl ketone (MEK), ethyl acetate, methyl ethyl ether, methylene chloride, ethylene chloride, carbon disulfide, tetrahydrofuran, carbon tetrachloride, and N-methyl. -2-Pyrrolidone (NMP) and the like can be mentioned.
前記グラビアセルの形成は、エッチング法又は電子彫刻法によって行えばよいが、エッチング法が好適である。ここでエッチング法はグラビアシリンダーの版胴面に感光液を塗布して直接焼き付けた後、エッチングしてグラビアセルを形成する方法である。電子彫刻法は、デジタル信号によりダイヤモンド彫刻針を機械的に作動させグラビアシリンダーの銅表面にグラビアセルを彫刻する方法である。 The gravure cell may be formed by an etching method or an electronic engraving method, but an etching method is preferable. Here, the etching method is a method in which a gravure cell is formed by applying a photosensitive solution to the plate cylinder surface of a gravure cylinder and baking it directly, and then etching. The electronic engraving method is a method of engraving a gravure cell on a copper surface of a gravure cylinder by mechanically operating a diamond engraving needle by a digital signal.
本発明によれば、表面強化被覆層としてポリカーボネート被膜を用いることにより、クロムメッキ工程を省略することができるので、毒性の高い六価クロムを用いることがなくなり、作業の安全性を図るための余分なコストが不要で、公害発生の心配も全くなく、しかもポリカーボネート被膜はクロム層に匹敵する強度を有し耐刷力にも優れるという大きな効果を奏するものである。 According to the present invention, the use of the polycarbonate coating as the surface-enhanced coating layer eliminates the need for chromium plating, thereby eliminating the use of highly toxic hexavalent chromium and extra work safety. The polycarbonate film has a great effect that it has a strength comparable to that of the chromium layer and excellent printing durability.
以下に本発明の実施の形態を説明するが、これら実施の形態は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。 Embodiments of the present invention will be described below, but these embodiments are exemplarily shown, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention.
図1は本発明のグラビア製版ロールの製造工程を模式的に示す説明図で、(a)は中空ロールの全体断面図、(b)は中空ロールの表面に銅メッキ層を形成した状態を示す部分拡大断面図、(c)は中空ロールの銅メッキ層にグラビアセルを形成した状態を示す部分拡大断面図、(d)は中空ロールの銅メッキ層表面にポリカーボネート被膜を形成した状態を示す部分拡大断面図である。図2は本発明のグラビア製版ロールの製造方法を示すフローチャートである。 FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a production process of a gravure plate making roll according to the present invention, where (a) is an overall sectional view of a hollow roll, and (b) shows a state in which a copper plating layer is formed on the surface of the hollow roll. Partial enlarged sectional view, (c) is a partially enlarged sectional view showing a state where a gravure cell is formed on a copper plating layer of a hollow roll, and (d) is a portion showing a state where a polycarbonate film is formed on the surface of the copper plating layer of the hollow roll. It is an expanded sectional view. FIG. 2 is a flowchart showing a method for producing a gravure plate-making roll of the present invention.
本発明方法を図1及び図2を用いて説明する。図1(a)において、符号10は版母材で、アルミニウム又は鉄等からなる金属製中空ロールが用いられる(図2のステップ100)。該中空ロール10の表面には銅メッキ処理によって銅メッキ層12が形成される(図2のステップ102)。
The method of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 1A,
該銅メッキ層12の表面には多数の微小な凹部(グラビアセル)14が形成される(図2のステップ104)。グラビアセル14の形成方法としては、エッチング法(版胴面に感光液を塗布して直接焼き付けた後、エッチングしてグラビアセル14を形成する)や電子彫刻法(デジタル信号によりダイヤモンド彫刻針を機械的に作動させ銅表面にグラビアセル14を彫刻する)等の公知の方法を用いることができるが、エッチング法が好適である。
A large number of minute recesses (gravure cells) 14 are formed on the surface of the copper plating layer 12 (
次に、前記グラビアセル14を形成した銅メッキ層12(グラビアセル14を含む)の表面にポリカーボネート被膜16を形成する(図2のステップ106)。ポリカーボネート被膜16の形成方法としては、有機溶剤に溶解したポリカーボネート溶解液をスプレーコート方式、インクジェット方式、ディッピング方式又はファウンティン方式で塗布すればよい。
Next, a
ポリカーボネートを溶解する有機溶剤としては、トリクロロエタン、トルエン、ベンゼン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、酢酸エチル、メチルエチルエーテル、メチレンクロライド、エチレンクロライド、二硫化炭素、テトラヒドロフラン、四塩化炭素、N−メチル―2―ピロリドン(NMP)等を用いることができる。 Examples of organic solvents for dissolving polycarbonate include trichloroethane, toluene, benzene, xylene, acetone, methyl ethyl ketone (MEK), ethyl acetate, methyl ethyl ether, methylene chloride, ethylene chloride, carbon disulfide, tetrahydrofuran, carbon tetrachloride, and N-methyl. -2-Pyrrolidone (NMP) or the like can be used.
上記したポリカーボネート被膜16を表面強化被覆層として作用させることによって、毒性がなくかつ公害発生の心配も皆無となるとともに耐刷力に優れたグラビア製版ロール10aを得ることができる。
By causing the above-described
前記銅メッキ層の厚さが50〜200μm、前記グラビアセルの深度が5〜150μm、前記二酸化珪素被膜の厚さが0.1〜5μm、好ましくは0.1〜3μm、さらに好ましくは0.1〜1μmであることが好適である。 The copper plating layer has a thickness of 50 to 200 μm, the gravure cell has a depth of 5 to 150 μm, and the silicon dioxide coating has a thickness of 0.1 to 5 μm, preferably 0.1 to 3 μm, more preferably 0.1. It is preferable that it is ˜1 μm.
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。 The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, it is needless to say that these examples are shown by way of illustration and should not be construed in a limited manner.
(実施例1)
ブーメランライン(株式会社シンク・ラボラトリー製グラビア製版ロール製造装置)を用いて下記する銀メッキ層の形成及びエッチング処理までを行った。まず、円周600mm、面長1100mmのグラビアシリンダー(アルミ中空ロール)をメッキ槽に装着し、陽極室をコンピューターシステムによる自動スライド装置で20mmまで中空ロールに近接させ、メッキ液をオーバーフローさせ、中空ロールを全没させて18A/dm2、6.0Vで80μmの銅メッキ層を形成した。メッキ時間は20分、メッキ表面はブツやピットの発生がなく、均一な銅メッキ層を得た。この銅メッキ層の表面を4H研磨機(株式会社シンク・ラボラトリー製研磨機)を用いて12分間研磨して当該銅メッキ層の表面を均一な研磨面とした。
Example 1
Using a boomerang line (a gravure printing roll manufacturing apparatus manufactured by Sink Laboratories, Inc.), formation of the silver plating layer and etching treatment described below were performed. First, a gravure cylinder (aluminum hollow roll) having a circumference of 600 mm and a surface length of 1100 mm is mounted on the plating tank, the anode chamber is brought close to the hollow roll up to 20 mm by an automatic slide device by a computer system, the plating solution is overflowed, and the hollow roll Was completely immersed to form a copper plating layer having a thickness of 18 A / dm 2 at 6.0 V and a thickness of 80 μm. The plating time was 20 minutes, and the surface of the plating was free of spots and pits, and a uniform copper plating layer was obtained. The surface of the copper plating layer was polished for 12 minutes using a 4H polishing machine (Sink Laboratory polishing machine) to make the surface of the copper plating layer a uniform polishing surface.
上記形成した銅メッキ層に感光膜(サーマルレジスト:TSER−2104E4)を塗布(フオンテインコーター)、乾燥した。得られた感光膜の膜厚は膜厚計(FILLMETRICS社製F20、松下テクノトレーデイング社販売)計ったところ、4μmであった。ついで、画像をレーザー露光し現像した。上記レーザー露光は、Laser Stream FXを用い露光条件5分/m2/10Wで所定のパターン露光を行った。また、上記現像は、TLD現像液(株式会社シンク・ラボラトリー製現像液)を用い、現像液希釈比率(原液1:水7)で、24℃60秒間行い、所定のパターンを形成した。このパターンを乾燥(バーニング)してレジスト画像を形成した。 A photosensitive film (thermal resist: TSER-2104E4) was applied to the copper plating layer formed above (fonte coater) and dried. The film thickness of the obtained photosensitive film was 4 μm as measured by a film thickness meter (F20 manufactured by FILLMETRICS, sold by Matsushita Techno Trading). The image was then developed with laser exposure. It said laser exposure was carried out a predetermined pattern exposed in the exposure condition 5 min / m 2/10 W using a Laser Stream FX. The development was performed at 24 ° C. for 60 seconds at a developer dilution ratio (stock solution 1: water 7) using a TLD developer (Sink Laboratory Co., Ltd. developer) to form a predetermined pattern. This pattern was dried (burned) to form a resist image.
さらに、シリンダーエッチングを行ってグラビアセルからなる画像を彫り込み、その後レジスト画像を取り除くことにより印刷版を形成した。このとき、グラビアセルの深度を12μmとしてシリンダーを作製した。上記エッチングは、銅濃度60g/L、塩酸濃度35g/L、温度37℃、時間70秒の条件でスプレー方式によって行った。 Further, cylinder printing was performed to engrave an image composed of gravure cells, and then the resist image was removed to form a printing plate. At this time, a cylinder was manufactured with a gravure cell depth of 12 μm. The etching was performed by a spray method under the conditions of a copper concentration of 60 g / L, a hydrochloric acid concentration of 35 g / L, a temperature of 37 ° C., and a time of 70 seconds.
本発明に係る六価クロム代替成膜を以下のように行った。メチルエチルケトン(MEK)に溶解したポリカーボネート(製品名:カリバー、住友ダウ株式会社製)の溶解液を上記印刷版を形成したシリンダーに対してインクジェット塗布を行った。当該シリンダーに均一に塗布された塗布膜厚は0.8μmであった。このポリカーボネート溶解液が塗布されたシリンダーを常温に放置した。このようにして、グラビア製版ロール(グラビアシリンダー)を完成した。このシリンダー表面のビッカース硬度測定したところ2500であった。 The hexavalent chromium alternative film formation according to the present invention was performed as follows. A solution of polycarbonate (product name: Caliber, manufactured by Sumitomo Dow Co., Ltd.) dissolved in methyl ethyl ketone (MEK) was inkjet-applied to the cylinder on which the printing plate was formed. The coating film thickness uniformly applied to the cylinder was 0.8 μm. The cylinder coated with this polycarbonate solution was left at room temperature. In this way, a gravure printing roll (gravure cylinder) was completed. The measured Vickers hardness of the cylinder surface was 2500.
続いて、得られたグラビアシリンダーに対して印刷インキとしてシアンインキザーンカップ粘度18秒(サカタインクス社製水性インクスーパーラミピュア藍800PR−5)を適用しOPP(Oriented Polypropylene Film:2軸延伸ポリプロピレンフィルム)を用いて印刷テスト(印刷速度:120m/分)を行った。得られた印刷物は版カブリがなく、50,000mの長さまで印刷できた。パターンの精度は変化がなかった。また、エッチングされた銅メッキシリンダーに対するポリカーボネート被膜の密着性は問題がなかった。この本発明のグラビアシリンダーのハイライト部からシャドウ部のグラデーションは、常法に従って作製したクロムメッキグラビアシリンダーと変わらなかったことからインキ転移性は問題ないと判断される。この結果として、ポリカーボネート被膜は従来のクロム層に匹敵する性能を有し、クロム層代替品として充分使用できることを確認した。 Subsequently, cyan ink Zahn cup viscosity 18 seconds (water-based ink Super Lampy Pure Indigo 800PR-5 manufactured by Sakata Inks Co., Ltd.) was applied to the obtained gravure cylinder as a printing ink, and OPP (Oriented Polypropylene Film: biaxially stretched polypropylene film). A printing test (printing speed: 120 m / min) was performed. The obtained printed matter had no plate fog and could be printed up to a length of 50,000 m. The accuracy of the pattern did not change. Also, there was no problem with the adhesion of the polycarbonate film to the etched copper plating cylinder. Since the gradation from the highlight portion to the shadow portion of the gravure cylinder of the present invention was not different from that of the chrome-plated gravure cylinder produced according to a conventional method, it is determined that there is no problem in ink transferability. As a result, it was confirmed that the polycarbonate film had a performance comparable to that of the conventional chromium layer and could be sufficiently used as a substitute for the chromium layer.
10:版母材(中空ロール)、10a:グラビア製版ロール、12:銅メッキ層、14:グラビアセル、16:ポリカーボネート被膜。 10: Plate base material (hollow roll), 10a: Gravure plate roll, 12: Copper plating layer, 14: Gravure cell, 16: Polycarbonate coating.
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