JP2013188919A - グラビアオフセット印刷用ブランケット、及び、それを用いた印刷配線基材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】グラビアオフセット印刷において、ブランケットのインキ溶剤吸収率を維持して長期間安定した印刷を行うことができる技術を提供すること。
【解決手段】グラビアオフセット印刷において転写層として用いられるブランケットにおいて、ブランケットの表面に配置される表面層と、表面層と当接してブランケットの内部に配置される内部層とを備え、内部層のインク溶剤の吸収率は、表面層のインク溶剤の吸収率よりも大きい。
【選択図】図１

Description

本発明は、グラビアオフセット印刷に用いられるブランケット、及びこのブランケットを用いたグラビアオフセット印刷による印刷配線基材の製造方法に関する。

近年、建材分野、パッケージ分野、出版分野、エレクトロニクス分野など、生活系、電気系、情報系のさまざまな分野における工業製品の製造方法として、グラビアオフセット印刷を用いるケースが増加している。グラビアオフセット印刷とは、印刷対象物の表面に、各種インキ、樹脂、導電ペーストなどの各種の粘度の高い塗布材料を用いて、広範囲に高解像力、高寸法精度のある優れた画像を安定的に印刷するための技術である。

グラビアオフセット印刷は、一般に、図３に示すように、ガラス、樹脂、金属などで作製されたグラビアオフセット印刷用凹版１０１のパターン部１０４内に、ドクターブレード、スキージまたはスクレーパー１０３によってインキ１０２を充填する工程（工程１）と、そのパターン部１０４内にインキ１０２が充填されたグラビアオフセット印刷用凹版１０１上に、表面がシリコーンなどの樹脂で形成された転写層１１２を備える転写体１１１を接触させながら回転させ、当該転写層１１２上にインキ皮膜１１３を転移（転写）させる工程（工程２）と、当該転写体１１２を被印刷体１２１に圧着し、工程２で転写層１１２上に転移させたインキ皮膜１１３から成る印刷パターン１２２を被印刷体１１２に転写する工程（工程３）とを具備する転写印刷法であり、被印刷体１１２の表面に各種インキ、樹脂、導電ペーストなどの粘度の高い塗布材料を、高解像、高寸法精度で、広範囲に印刷することが可能である。

ここで、グラビアオフセット印刷により、ＩＣカードアンテナ（コイル状のパターン）や太陽電池バックシートの導配線、電磁波シールド、タッチパネル用の信号取り出し配線等を、導電性インキ、導電性ペースト等を用いて、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アクリル等からなるシート上に、広範囲の面積で高精細で印刷する場合、下記のような機能が要求される。
［１］広範囲に均一かつ安定した高精細な細線の印刷を可能にすること。
［２］被印刷体に印刷された細線が、断線、ショートしないこと。
［３］安定した膜厚の細線を印刷できること。

上記機能を達成するために、例えば、引用文献１には、厚膜印刷、特に微細画像やベタ画像など、ピンホールや断線をきらうパターン形成において、オフセット方式による重ね刷りを採用することにより、不適切な細線の不連続、版の目詰まりによるピンホール、印刷パターンの伸び縮みを防止することが記載されている。

また、グラビアオフセット印刷を長時間安定して連続的に行うには、インキが長時間一定の粘度を保つことによってグラビアオフセット印刷用凹版へのインキ充填性を維持する必要がある。このことから、インキの溶剤は、大気蒸散しにくいものが望ましい。また、グラビアオフセット印刷による印刷配線が細線になるほど、グラビアオフセット印刷用凹版へのインキ充填は困難になり、インキの粘度を下げる必要がある。

特開昭５５−５８５６号公報

しかしながら、低粘度のインキで細線を形成しようとした場合、転写層へのインキ転写時に転写層表面でインキが広がってしまい、細線形成が困難となる。そこで、転写層（以下、ブランケットという場合がある）にインキの溶剤（インキ溶剤）を吸収させてインキを凝集させる必要がある。しかし、先に述べた通り、インキ溶剤は、大気蒸散しにくいものが使用されるため、ブランケットに吸収はされてもブランケットから出て行き難い。

このことから、ブランケット表面にインキ溶剤が堆積してしまい、ブランケットへのインキ溶剤の吸収率が低下してくる。ブランケットにインキ溶剤が吸収されないとインキの凝集性が低下するので、印刷枚数が増えていくに従って印刷配線は太くなっていく。この結果として、印刷配線の太さが管理範囲を超えてしまうといった問題が生じる。

それ故に、本発明の目的は、ブランケットのインキ溶剤吸収率を維持し、長期間安定した印刷を行うことができる技術を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号、説明文言等は、本発明の理解を助けるために後述する実施形態との対応関係を示したものであって、本発明の範囲を何ら限定するものではない。

第１の局面は、グラビアオフセット印刷において転写層（１１２）として用いられるブランケット（２１０）であって、ブランケットの表面に配置される表面層（２０３）と、表面層と当接してブランケットの内部に配置される内部層（２０２）とを備え、内部層のインク溶剤の吸収率は、表面層のインク溶剤の吸収率よりも大きい。

第１の局面によれば、内部層のインク溶剤の吸収率が表面層のインク溶剤の吸収率よりも大きいので、表面層に吸収されたインク溶剤は内部層の方向に浸透していく。つまり、ブランケットの表面近傍に吸収されたインク溶剤は、ブランケットの内部に方向性を持って浸透していく。このことから、ブランケットのインキ溶剤吸収率を維持でき、長期間安定した印刷を行うことができる。

第２の局面では、表面層と内部層は、ゴムから成り、表面層の架橋率と内部層の架橋率とは異なってもよい。

第２の局面によれば、架橋率を異ならせることによって、ゴムから成る表面層及び内部層のインク溶剤の吸収率を互いに異ならせることができる。

第３の局面では、表面層と内部層は、ゴムから成り、表面層のゴムの材質と内部層のゴムの材質とは異なってもよい。

第３の局面によれば、ゴムの材質を異ならせることによって、表面層及び内部層のインク溶剤の吸収率を互いに異ならせることができる。

第４の局面では、グラビアオフセット印刷によって形成された配線パターンを備える印刷配線基材の製造方法であって、表面に配置される表面層と、当該表面層と当接して内部に配置される内部層とを備え、当該内部層のインク溶剤の吸収率が前記表面層のインク溶剤の吸収率よりも大きいブランケットを、転写層として用いる。

第４の局面によれば、第１の局面と同様の効果を得ることができる。

本発明によれば、ブランケットのインキ溶剤吸収率を維持し、長期間安定した印刷を行うことができる技術を提供することができる。

本発明のブランケットの断面図の一例 具体的実施例のブランケットの断面図の一例 グラビアオフセット印刷の工程図の一例

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。なお、本発明の実施形態は、以下に記載する実施形態に限定されうるものではなく、当業者の知識に基づいて設計変更などの変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の実施形態の範囲に含まれうるものである。

［グラビアオフセット印刷の工程］
本発明の一実施形態に係るグラビアオフセット印刷の工程について、前述したグラビアオフセット印刷の工程図である図１を再度用いて説明する。

まず、図１の工程１に示すように、グラビアオフセット印刷用の凹版１０１上にインキ１０２を乗せ、スクレーパー（ドクターブレード又はスキージ等でもよい）１０３によって、インキ１０２を一定の圧力で図中の破線矢印の方向に転がしながら凹版１０１上を移動させる。このことによって、凹版１０１のパターン部１０４内にインキ１０２が充填される。

この際、凹版１０１のパターン部１０４は、幅が１０μｍから３ｍｍ程度で深さが５μｍから２０μｍ程度の溝によって形成されている。本発明は、特に幅が１０μｍから１００μｍ程度の溝を備えるグラビアオフセット印刷用凹版を用いたグラビアオフセット印刷に対して有効であり、ブランケットへのインキ溶剤吸収率が抑えられることで線幅のブレや広がりを小さくすることが出来る。ここで、インキ溶剤吸収率とは、グラビアオフセット印刷に用いるインキの溶剤を一定時間において単位体積あたりどれだけ吸収できるかを示す。インキ溶剤吸収率は、インキに用いられる溶剤の極性や分子量などで異なる為、扱う溶剤ごとに異なる可能性がある。

また、凹版１０１は、その表面が平滑であることが望ましい。これにより、マスク表面にインキ漏れを起こすこと無く印刷可能である。また、ドクターブレードの欠けなどの異常の抑制にもなる。ここで、凹版１０１の表面とは、凹版１０１におけるドクターブレード、スキージまたはスクレーパー１０３と接触する表面、又は、凹版１０１のパターン部１０４（溝）の内側表面のことをいう。なお、凹版１０１の表面は、租面研磨加工、鏡面研磨加工、超精密研磨加工（ラッピングやポリシング）によって平滑にすることができる。

凹版１０１のパターン部１０４の形成方法としては、エッチング法、電鋳法、サンドブラスト法などが挙げられる。これらの形成方法による加工性という点から、凹版１０１はガラス又は銅、ニッケルなどの金属であることが望ましい。また、凹版１０１の表面に、クロムやカーボンによる耐擦性皮膜を形成している事が望ましい。

また、ドクターブレード、スキージまたはスクレーパー１０３は、凹版１０１のパターン部１０４内にインキ１０２を充填し、又、凹版１０１上のインキ１０２を掻き取る必要があることから、ある程度のしなりが求められる。よって、ドクターブレード、スキージまたはスクレーパー１０３は、ステンレスなどの金属、またはウレタンなどの樹脂、セラミックであることが望ましい。

次に、図１の工程２に示すように、転写層（ブランケット）１１２を有する転写体１１１を、パターン部１０４にインキ１０２が充填された凹版１０１上で回転移動させて、凹版１０１のパターン部１０４内のインキ１０２を転写層１１２に転写し、転写層１１２上にインキ皮膜１１３を形成する。

この際に、転写層１１２の表面近傍にインキ溶剤が堆積してしまうことで、印刷回数が増えるにつれて転写層１１２のインキ溶剤吸収率が低下していく。インキ溶剤吸収率が低下することでインキの凝集性が低くなり、印刷線幅の増加、転写層１１２と被印刷物間での凝集破壊によるインキの乖離が発生してしまう。印刷線幅が細くなれば成るほどに、上記問題は大きくなり、連続印刷枚数が確保できないという問題が生じる。

そこで、本実施形態では、転写層１１２として、ブランケットゴム２１０を使用する。

図１に示すように、ブランケットゴム２１０は、表面層２０３と、内部層２０２と、支持体２０１とを含み、支持体２０１の上に内部層２０２が積層され、内部層２０２の上に表面層２０３が積層されている。中間層２０２と表面層２０３とは、互いに異なるインキ溶剤吸収率を有するゴムで形成されており、表面層２０３のインキ溶剤吸収率は、内部層２０２のインキ溶媒吸収率よりも低い。このことによって、表面層２０３のインキ溶剤を内部層２０２に逃がすことが可能である。また、表面層２０３から内部層２０２へのインキ溶剤の流れを増化させるために、内部層２０２は、インキ溶剤吸収率の互いに異なる複数のゴム層から成る積層構造であってもよい。

以上により、ブランケットゴム２１０の表面近傍のインキ溶剤吸収率の低下が緩やかになり、安定した連続印刷枚数を増加させることができる。

ブランケットゴム２１０として用いられるゴムは、シリコーンゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）が望ましい。特にシリコーンゴムの原料としては、ジメチルシロキサン、トリメチルシロキサン、ジメトキシシロキサン、トリメトキシシロキサン、トリエトキシシラン、トリメトキシシランなどが望ましい。また、表面層２０３の厚さは１μｍから２００μｍが望ましく、特に１０〜５０μｍがより望ましい。内部層２０２の厚さに関しては特に限定しないが、ブランケットゴム２１０全体として、厚さ１００μｍ〜５０００μｍが望ましい。また、表面層２０３のインキ溶剤吸収率と内部層２０２のインキ溶剤吸収率とを異ならせる方法としては、材質の違い、架橋状態（架橋率）の差（架橋率の差異）などにより異ならせることが可能であり、これらをインキ溶剤の種類によって使い分ける必要性がある。

最後に、図３の工程３に示すように、転写体１１１を転がしてインキ皮膜１１３を被印刷体１２１上に転写することで印刷パターン１２２が形成され、印刷配線基材が得られる。

本発明のブランケットゴム２１０を転写層１１２として用いることで、単層である従来のブランケットゴムを用いた場合に比べて、連続印刷枚数が１．５〜５倍程度増加する。これは、転写層の表面近傍に滞留するインキ溶剤量が変化した為である。なお、ここで説明した方法は、本発明の実施形態の一例であり、互いに異なるインキ溶剤吸収率を持つブランケットゴムを複数積層することで同様の効果をもたらすことが可能である。
［実施例］

以下では、本発明の具体的な実施例について、図２を参照して説明する。ブランケットゴムの材料としては、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアル・ジャパン合同会社性のＴＳＥ３４６６（Ａ）とＴＳＥ３４６６（Ｂ）を使用した。まず、ＴＳＥ３４６６（Ａ）に対してＴＳＥ３４６６（Ｂ）を１００部対８部で混合した未硬化のシリコーン樹脂を、ポリエチレンテレフタレート（支持体）３０１上にダイコーターにて硬化後厚さ５５０μｍになるように塗布し２４時間室温放置して硬化させることによって、硬化したシリコーン樹脂（内部層）３０２をポリエチレンテレフタレート３０１上に形成した。次に、ＴＳＥ３４６６（Ａ）に対してＴＳＥ３４６６（Ｂ）を１００部対１０部で混合した未硬化のシリコーン樹脂を、上記硬化したシリコーン樹脂３０２上にダイコーターにて硬化後厚さ５０μｍになるように塗布し２４時間室温放置して硬化させせることによって、硬化したシリコーン樹脂（表面層）３０３を、硬化したシリコーン樹脂３０２上に形成した。この様にして、本実施例では、ブランケットゴム３１０を作成した。

ここで、今回一例として使用した銀インキの溶剤の、表面層３０３でのインキ溶剤吸収率をＡとし、内部層３０２でのインキ溶剤吸収率をＢとすると、Ａ＜Ｂとなることが実験により確認されている。この様に、表面層３０３よりも内部層３０２の方がインキ溶剤吸収率が高いため、表面層３０３に吸収されたインキ溶剤が内部層３０２に向かい移動しやすくなり、この結果として、ブランケット表面近傍の含有溶剤量が下がり、安定的な連続印刷性が向上することとなる。

そして、作成したブランケットゴム３１０を転写層１１２として転写体１１１巻きつけて、印刷を開始した。

グラビアオフセット印刷用凹版として、ラインアンドスペース＝３０／３０μｍを有する凹版を使用した。このグラビアオフセット印刷用凹版は、縦が１２０ｍｍ、横が１２０ｍｍ、高さが３ｍｍのガラスを用いて、エッチングにてパターン部を形成したものである。パターン部の深さは１０μｍである。このグラビアオフセット印刷用凹版を用いて、ポリエチレンテレフタレート基材上に導電性銀ペーストによる配線パターンを形成するために、グラビアオフセット印刷を行った。

ポリエチレンテレフタレート基材は、厚さが１８８μｍ、縦が１２０ｍｍ、横が１２０ｍｍのものを使用した。また、導電性銀ペーストとして、レオロジー測定装置で角速度１０ｒａｄ／秒で、９．５Ｐａ．ｓのインキを使用した。また、ブランケットゴムの比較用として、金陽社製のシリコーンゴムを主体とするゴム硬さ（ＪＩＳ Ａ）４５°でゴム厚さ０．６ｍｍのものを円筒に巻いたものを使用した。また、ドクターブレードは、ＭＤＣ社製ドクターブレードのレギュラータイプを使用した。

グラビアオフセット印刷装置は、一般に使用されている印刷装置を使用した。印刷条件は、ドクターブレードの移動速度が５０ｍｍ／秒、転写体の移動速度が５０ｍｍ／秒とし、転写体と凹版の接触幅、転写体とポリエチレンテレフタレート基材の接触幅は、一律で１５ｍｍとした。

印刷配線基材は以下の工程により作製した。まず、用意したグラビアオフセット印刷用凹版のパターン部に上記導電性銀ペーストをドクターブレードによって充填した。次に、インキが充填されたグラビアオフセット印刷用凹版上で、グラビアオフセット印刷用凹版の縦方向（Ｙ方向）に上記転写体を回転及び移動させて、シリコーンゴム（ブランケットゴム：転写体）上に導電性銀ペーストの皮膜を形成した。最後に、導電性銀ペーストの皮膜が形成された転写体をポリエチレンテレフタレート基材の縦方向に回転移動させて、ポリエチレンテレフタレート基材上に導電性銀ペーストの皮膜を転写し、配線パターンを形成した。

上記条件において、本実施例のブランケットゴムと比較例用の従来のブランケットにてグラビアオフセット印刷を各１００回行い、実施例と比較例の印刷配線基材を各１００枚作製した。そして、実施例と比較例の印刷配線基材の配線パターンについて、線幅を測定した。その結果、比較例の狙い配線寸法３０μｍである印刷配線基材は、３０枚目の印刷で配線寸法が４０μｍを超えて管理範囲外となってしまった。これに対して、本実施例の狙い配線寸法３０μｍである印刷配線基材は、１００枚すべてにおいて配線寸法３５μｍを超えることなく安定していた。

以上に説明したように、本発明のグラビアオフセット印刷用ブランケットゴムを用いることで、高精細な配線パターンを形成する場合においても収率良く安定して印刷配線基材を作製することが可能となる。

なお、以上では、本発明のブランケットをブランケットゴムと称して説明を行った。しかし、本発明のブランケットの材料はゴム（樹脂）に限定されず、本発明を実現できる上記した特性を有するのであれば他の材料であってもよい。

本発明は、グラビアオフセット印刷等に利用可能であり、ブランケットのインキ溶剤吸収率を維持して長期間安定した印刷を行いたい場合等に有用である。

１０１・・・凹版
１０２・・・インキ
１０３・・・スキージ等
１０４・・・パターン部
１１１・・・転写体
１１２・・・転写層
１１３・・・インキ皮膜
１２１・・・被印刷体
１２２・・・印刷パターン
２０１、３０１・・・支持体
２０２、３０２・・・内部層
２０３、３０３・・・表面層
２１０、３１０・・・ブランケットゴム

Claims (4)

1. グラビアオフセット印刷において転写層として用いられるブランケットであって、
   前記ブランケットの表面に配置される表面層と、
   前記表面層と当接して前記ブランケットの内部に配置される内部層とを備え、
   前記内部層のインク溶剤の吸収率は、前記表面層のインク溶剤の吸収率よりも大きい、ブランケット。
2. 前記表面層と前記内部層は、ゴムから成り、
   前記表面層の架橋率と前記内部層の架橋率とは異なる、請求項１に記載のブランケット。
3. 前記表面層と前記内部層は、ゴムから成り、
   前記表面層のゴムの材質と前記内部層のゴムの材質とは異なる、請求項１又は２に記載のブランケット。
4. グラビアオフセット印刷によって形成された配線パターンを備える印刷配線基材の製造方法であって、
   表面に配置される表面層と、当該表面層と当接して内部に配置される内部層とを備え、当該内部層のインク溶剤の吸収率が前記表面層のインク溶剤の吸収率よりも大きいブランケットを、転写層として用いる、印刷配線基材の製造方法。

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