JP2011173036A - 凸版印刷装置に有するロール乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】凸版から被印刷基板へと液を転移する凸版印刷法において、凸版へとアニロックスロールを使って液を供給する際、適切なパターンを被印刷基板に作成するためには、アニロックスロール上の液物性及び液量を制御する必要がある。しかし、従来の方法ではアニロックスロールを試行錯誤で変更するために負荷が非常に大きく、乾燥工程に時間がかかるために生産コストが高くなるといった問題が発生する。このような問題が生じないようにするためには、効率よく、かつ均一にアニロックス上の塗液を乾燥させる必要性があるため、これを課題とする。
【解決手段】凸版印刷装置のロールの外周面に塗布された塗液膜において、溶媒雰囲気を除去するための吸収部材と、溶媒を効率よく吸収部材へと導くための補助板とを有し、且つ、前記ロールを回転させながら乾燥させることを特徴とするロール乾燥装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロール上に塗布された塗布膜において、所望の膜厚や液物性を得るために乾燥工程を行うことができる乾燥方法及びロール上塗膜の乾燥装置に関するものであり、さらに詳しくは、印刷に適合した液物性および液量を凸版印刷装置の版へと供給することを可能とするロール上塗液膜のロール乾燥装置に関する。

近年、より高精細かつ美麗なディスプレイの製造競争が激化している。その中で、より高精細で薄層であるといった要求を満たすものとして、有機エレクトロルミネッセント素子（以下、有機ＥＬ素子とする）やカラーフィルタなどが注目を浴びている。これら有機ＥＬ素子やカラーフィルタには微細なパターニング技術が要求される。

上記で求められている微細パターニングを行う代表的な方法として、フォトリソグラフィー方式がある。フォトリソグラフィー方式では基板全体に塗布膜を形成した後に不要な部分を取り除くことで微細パターニングを行うが、そのため多くの塗布膜が不要となり、材料の無駄や工程数の増加を招き、製造コストが高くなるという問題がある。

また、フォトリソグラフィー法以外には、印刷用ブランケットとしてシリコーン系ゴムを用いたものを使用し、印刷用ブランケットから被印刷体として硝子等の基板へ印刷インキを転写させるオフセット印刷方が知られている。しかし、この方式は、パターン形成されていない非画線部分のインキは刷版で除去され廃棄されてしまう欠点がある。

そこで、近年では、このような方法に代えてインキマイレージに優れた凸版印刷方式が注目されている。凸版印刷法とは、画線部が凸形状をしている版、すなわち凸版を印刷版として用い、この凸部にインキを保持し、被印刷基板に転写するという印刷法である。

この凸版印刷装置は、凸版に液を供給するためのアニロックスロール、版下クッションを介してパターン形成用の凸版が装着される回転式の版胴、被印刷基板が戴置される基板定盤と、アニロックスロールの余分なインキを掻き落とすドクター等を有して構成されている。

ここで、凸版表面へのインキの供給量は、版面の濡れ性、凸版のパターン形状、インキ粘度の他、アニロックスロールのメッシュ線数、及びメッシュのセル容積（溝の容積）におり大きく左右される。また、凸版表面へのインキ供給量の増減により、最終製品となる被印刷基板への印刷転写膜厚も増減される。

凸版印刷装置において、凸版から被印刷基板へと精度良くパターンを形成できかつ製品に必要な最適膜厚で塗布するためには、アニロックスロールから凸版へと転移させるインキの物性を調整するか、凸版表面へのインキ供給量を制御する必要がある。これらの制御を行うには、特許文献１、特許文献２のようにドクターブレードやドクターロールを用いてアニロックスロールのセル以外の液を掻き取る方法がある。ただし、この方法では異なるインキ供給量が必要になった場合、アニロックスロールのメッシュ線数やセル容積の異なるものを用いる必要が有る。

特開昭５７−２７６０号公報 特開昭６０−１３５９２０号公報

上述したような、従来の凸版印刷装置における凸版から被印刷基板へ最適な転写をするための制御について、アニロックスロールのメッシュ線数やセル容積で制御を行う場合、インキ材料の変更やプロセス条件の変更に伴いその都度最適なアニロックスロールのメッシュ線数やセル容積を評価しなければならず、コスト的に負荷が非常に大きくなるという問題がある。

また、アニロックスロール上で乾燥させる場合でも、乾燥に時間がかかってしまう場合、生産性に多大な悪影響を及ぼす。さらに、乾燥工程においてアニロックスロール上の塗液にムラが発生すると、最終製品となる被印刷基板への転写に問題が発生しやすく、精度良いパターンが作れずに品質の劣化を招きやすい。

上記課題を解決するために請求項１に係る発明としては、凸版印刷装置のロールの外周面に塗布された塗液膜において、溶媒雰囲気を除去するための吸収部材と、溶媒を効率よく吸収部材へと導くための補助板とを有し、且つ、前記ロールを回転させながら乾燥させることを特徴とするロール乾燥装置である。

また、本発明の請求項２に係る発明は、前記吸収部材が、吸引スリットと、吸引チャンバーと、吸引ノズルから構成されていることを特徴とする請求項１に記載のロール乾燥装置である。

また、本発明の請求項３に係る発明は、前記補助板が、塗液膜側に向ける部分の曲率Ｃ１と、吸引部材側に向ける部分の曲率Ｃ２がＣ１＞Ｃ２となる形状であることを特徴とする請求項１に記載のロール乾燥装置である。

また、本発明の請求項４に係る発明は前記ロール外周面へのインク供給がスリットコーターであり、且つ、凸版への塗液供給ロールがアニロックスロールであることを特徴とする請求項１に記載のロール乾燥装置である。

また、本発明の請求項５に係る発明は前記ロール外周面上の乾燥後塗膜の膜厚が５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４に記載のロール乾燥装置である。

本発明によれば、ロールに対して吸引部材を本発明の位置にし、さらにその間に塗液膜近傍の空気を円滑に吸引部材へと導く板を配置することにより、乾燥速度が向上することで工程が短時間となった。さらにロールを回転させながら乾燥させることにより塗布膜を均一に乾燥させ、最終製品となる被印刷基板に適切なパターンを作成することができた。これにより、ロール上での液物性と液量の迅速なコントロールが可能となり、生産効率が向上した。また、液物性と液量のコントロールが短時間で可能なり、パターンを生成するための塗布液の条件が広くなるため、より最終製品の性能やコストが向上する塗布液を選択することが可能となる。

本発明の一実施例の乾燥装置の全体構成を示す側面図である。 本発明の一実施例の補助板の側面図である。 本発明の一実施例の吸引スリットを設けた吸収部材の斜視図である。 本発明の一実施例による乾燥に伴う粘度変化である。

図１で、強い乱流を塗液膜近傍に発生させないよう吸引部材３はロール１から離れて配置されている。ロール上の塗液膜近傍の空気を効率よく廃棄するため、塗液膜近傍まで伸びた補助板２を、ロール１と吸引部材３との間に配置する。補助板２は、ロールと再接近する部分がロールに対して平行となるように配置するのが望ましい。

吸引を行っている間、周方向に均一な乾燥を実施するため、ロール１を回転させる。回転の方向は、補助板が図１のように反って配置されている場合、時計回りに回転させる。ロール回転方向が固定されている場合、その方向に合わせて補助板の向きを配置すればよい。また、塗膜がタレ落ちず、かつ回転による飛沫発生や塗膜の偏りなどが起きないよう速度を調整する。２００［ｍｍ／ｓｅｃ］程度が望ましい。

図２で、塗液膜側に向ける部分２Ａの曲率Ｃ１と、吸引部材側に向ける部分２Ｂの曲率Ｃ２は、（Ｃ１＞Ｃ２）となる形状にする。塗液膜近傍の空気を出来る限り乱さずに、溶媒を多く含む液膜近傍の空気を吸引部材へ効率よく吸引させるためである。

図３で、吸引部材は吸引スリット３Ａと吸引チャンバー３Ｂと吸引ノズル３Ｃとを有する。吸引ノズル３Ｃから吸引を行うことで、周方向に垂直な方向に均一な吸引エアーが発生する。

塗液膜における溶剤の蒸発速度は、溶剤の蒸気圧や雰囲気の蒸気密度で左右され、温度などの諸条件により溶剤の蒸気圧は左右される。このうち、温度や蒸気圧は、使用したい溶剤の物性や耐熱性などにより、実施可能な範囲が決定されてしまう。そのため、乾燥の促進においては蒸気密度を下げることが望ましい。蒸気密度を下げるには塗液膜近傍に空気流を人工的に発生させればよい。

アニロックスロール上の塗液膜の均一乾燥を行うためには、アニロックスロールを回転させたまま空気流を発生させ乾燥させることが望ましい。これにより、空気流の存在により乾燥スピードが周方向に異なったとしても、回転により乾燥が平均化されることにより塗液膜を均一に乾燥させることができるためである。

均一乾燥を行うためには、さらに周方向に対して垂直な方向に吸引速度が均一であることが望ましい。周方向に垂直な方向に吸引速度が異なると、乾燥スピードにムラが発生するなどといった問題が発生するためである。

周方向に垂直に均一な吸引を行うには、例えばロール１に対して十分に広い幅を持った吸引スリットを有する吸引部材を用いるのがより望ましい。

ロールへ液を塗布する方法は、ダイコート、ロールコートなどが挙げられる。どの方法で塗布したものであっても、本発明による乾燥によって膜厚を制御することが可能である。

本発明を実施するには、ロール上の膜厚が非常に薄いもの、特に膜厚が５０μｍ以下の場合がより望ましい。膜厚が厚い場合でも本発明は実施可能であるが、ムラの発生などが問題となりやすい薄い膜である場合に、本発明の効果は発揮されやすいためである。

本発明についてさらに具体的に述べるために、次の実施例を用いて説明する。

以下に、各条件について記す。
ａ）アニロックスロール状部材の直径Ｌは１００ｍｍ、幅は３００ｍｍ。
ｂ）アニロックスロール状部材の回転速度を２００［ｍｍ／ｓ］とした。
ｃ）アニロックスロール状部材に塗布する初期の液膜を２０μｍとした。
ｄ）用いた塗布液の表面張力は３３．７［ｍＮ／ｍ］である。
ｅ）用いた塗布液の粘度は、塗布時点で１４［ｍＰａ・ｓ］である。
ｆ）被印刷基板へ正確にパターニングを行うには、粘度が４０〜６０［ｍＰａ・ｓ］の範囲である必要がある。
ｇ）液には高分子溶質が含まれているため、乾燥に伴い粘度が上昇する。乾燥に伴う粘度変化を、（図４）に示す。

上記の条件の塗液とロールを用いて、まずアニロックスロール上にダイコートヘッドを用いて塗布を行い、（図１）に示す装置にて乾燥を実施した。さらにその後、凸版へと液をインキングし、さらに被印刷基板へとパターニングを行った。結果、２１秒の乾燥工程により良好なパターンが作成できた。

（比較例１）
実施例と同じ条件のロールと塗液を用い、本発明の乾燥装置を使用しなかったところ、必要な乾燥時間が９０秒となり実施例に比べ大幅に増加した。また、実施例と同じ２１秒の乾燥工程では、被印刷基板に転写されるパターンがきちんと切れていないなど、品質の悪化が確認された。

（比較例２）
実施例と同じ条件において、補助材２を用いずに直接吸引部材をロール近傍に設置し、乾燥工程を実施した。結果、被印刷基板に転写されたパターンにムラの発生が確認された。

凸版印刷装置を用いた機能性素子一般の製造について、本発明の乾燥装置を利用することができ、より高品質な機能性素子を低コストかつ低負荷で製造することが可能となる。

１ ・・・ロール
２ ・・・補助材
２Ａ・・・ロール側へ向ける部分
２Ｂ・・・吸収部材側へ向ける部分
３ ・・・吸引部材
３Ａ・・・吸引スリット
３Ｂ・・・吸引チャンバー
３Ｃ・・・吸引ノズル
４ ・・・塗液膜
Ｌ ・・・ロール直径

Claims (5)

1. 凸版印刷装置のロールの外周面に塗布された塗液膜において、
   溶媒雰囲気を除去するための吸収部材と、溶媒を効率よく吸収部材へと導くための補助板とを有し、
   且つ、前記ロールを回転させながら乾燥させることを特徴とするロール乾燥装置。
2. 前記吸収部材が、吸引スリットと、吸引チャンバーと、吸引ノズルから構成されていることを特徴とする請求項１に記載のロール乾燥装置。
3. 前記補助板が、塗液膜側に向ける部分の曲率Ｃ１と、吸引部材側に向ける部分の曲率Ｃ２がＣ１＞Ｃ２となる形状であることを特徴とする請求項１に記載のロール乾燥装置。
4. 前記ロール外周面へのインク供給がダイコートヘッドであり、且つ、凸版への塗液供給ロールがアニロックスロールであることを特徴とする請求項１に記載のロール乾燥装置。
5. 前記ロール外周面上の乾燥後塗膜の膜厚が５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４に記載のロール乾燥装置。