JP2014081489A - グラビア印刷用製版ロール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】六価クロムを用いることなく、またエッチングをしないためサイドエッチングの問題が生じることがなく、生産効率に優れたグラビア印刷用製版ロール及びその製造方法を提供する。
【解決手段】メッキ可能な円筒状金属基材の表面にフォトレジストを塗布し、前記フォトレジストを露光・現像せしめてレジストパターンが作製されたレジストパターン部と前記金属基材が露出した非レジストパターン部とを前記金属基材の表面に形成し、前記非レジストパターン部にメッキ可能な金属をメッキせしめてメッキ部を形成し、前記レジストパターン部を除去せしめて凹部を形成してなるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、メッキによりパターニングを施した新規なグラビア印刷用製版ロール及びその製造方法に関する。

グラビア印刷では、版母材に対し、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。図４によく示されるように、従来の一般的なグラビア印刷用製版ロール１００においては、アルミニウムや鉄などの金属製中空ロール（版母材）１０２又はＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチックス）等のプラスチック製中空ロール(版母材)の表面に版面形成用の銅メッキ層（版材）１０４を設け、該銅メッキ層１０４にフォトレジストを塗布し、前記フォトレジストを露光・現像せしめてレジストパターン１０６を形成し、エッチング法又は電子彫刻法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）１０８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１１０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。

そこで、本願出願人は、例えば、特許文献１に記載されたグラビア製版ロールを提案している。

しかし、特許文献１に記載されたグラビア製版ロールのように、基材に感光材を塗布して露光・現像・バーニングしてエッチングすると、いわゆるサイドエッチングと呼ばれるオーバーエッチングが発生する問題があった。そして、パターニングが微細になる程、サイドエッチングの問題がより一層顕在化する。そこで、本願出願人は、例えば、特許文献２に記載されたパターン付ロールを提案している。

しかしながら、特許文献２に記載されたパターン付ロールの製造方法では、成膜時間がかかるため、製造時間が長くなり、生産効率が劣るという問題があった。

国際公開ＷＯ２００８／１２０７８９ 特開２０１２−１５４９６４号公報 特開２００９−０９３１７０号公報

本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みなされたもので、六価クロムを用いることなく、またエッチングをしないためサイドエッチングの問題が生じることがなく、生産効率に優れたグラビア印刷用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。

上記課題を解決するため、本発明のグラビア印刷用製版ロールは、メッキ可能な円筒状金属基材の表面にフォトレジストを塗布し、前記フォトレジストを露光・現像せしめてレジストパターンが作製されたレジストパターン部と前記金属基材が露出した非レジストパターン部とを前記金属基材の表面に形成し、前記非レジストパターン部にメッキ可能な金属をメッキせしめてメッキ部を形成し、前記レジストパターン部を除去せしめて凹部を形成してなることを特徴とする。

このように、六価クロムを用いることなく製版するため、環境にやさしいという利点がある。また、エッチングせずに製版するため、サイドエッチングの問題が生じないという利点もある。さらに、メッキで連続的にパターニングが行えるため、生産効率に優れるという利点もある。なお、本発明のグラビア印刷用製版ロールにおけるパターニングは、グラビアセルを形成するためのパターニングである。

また、前記フォトレジストが塗布される円筒状金属基材はメッキ可能な金属であればいずれも適用できるが、ニッケル、タングステン、クロム、チタン、金、銀、白金、鉄、銅、アルミニウムからなる群から選ばれた少なくとも一種の材料から構成されるのが好適である。前記非レジストパターン部にメッキされるメッキ可能な金属についてもメッキ可能な金属であればいずれも適用でき、例えば、ニッケル、タングステン、クロム、チタン、金、銀、白金、鉄、銅、アルミニウムなどを適用することができる。

前記メッキ部の厚さが、前記レジストパターン部の厚さ以下であることが好ましい。

本発明のグラビア印刷用製版ロールでは、サイドエッチングの問題がないため、従来よりも濃度範囲を広げることが可能である。

また、前記メッキ部と、前記レジストパターン部の除去された部分を被覆するようにＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）で被覆されてなるようにするのが好ましい。

前記被覆したＤＬＣ被覆膜の厚さは、０．１μｍ〜１０μｍであるのが好適である。より具体的には、０．１μｍ〜５μｍがさらに好ましい。

前記円筒状金属基材が、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化樹脂）材の上に設けられる構成としてもよい。

前記円筒状金属基材が、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層の上に設けられる構成としてもよい。前記クッション層としては、シリコンゴム等の合成ゴムやポリウレタン、ポリスチレン等の弾力性のある合成樹脂を使用することができる。このクッション層の厚さはクッション性即ち弾力性を付与できる厚さであればよく、特別の限定はないが、例えば、１ｃｍ〜５ｃｍ程度の厚さがあれば充分である。ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層を備えたグラビア版の例としては、例えば特許文献３などがある。

前記フォトレジストが、ネガ型フォトレジストであるのが好ましい。

本発明の製品は、前記グラビア印刷用製版ロールによって印刷されたことを特徴とする。

本発明のグラビア印刷用製版ロールの製造方法は、円筒状金属基材を準備する工程と、前記金属基材の表面にフォトレジストを塗布し、前記フォトレジストを露光・現像せしめてレジストパターンが作製されたレジストパターン部と前記金属基材が露出した非レジストパターン部とを前記金属基材の表面に形成する工程と、前記非レジストパターン部にメッキ可能な金属をメッキせしめてメッキ部を形成する工程と、前記レジストパターン部を除去せしめて凹部を形成する工程と、を含むことを特徴とする。

つまり、図４に示した従来のグラビア版とは凹部のパターンが反転した版となる。

前記フォトレジストが塗布される円筒状金属基材が、タングステン、クロム、チタン、金、銀、白金、鉄、銅、アルミニウムからなる群から選ばれた少なくとも一種の材料から構成されるのが好適である。

前記メッキ部の厚さが、前記レジストパターン部の厚さ以下であることが好ましい。

前記メッキ部と、前記レジストパターン部の除去された部分を被覆するようにＤＬＣで被覆する工程をさらに含むのが好適である。

前記被覆したＤＬＣ被覆膜の厚さが、０．１μｍ〜１０μｍであるのが好適である。より具体的には、０．１μｍ〜５μｍがさらに好ましい。

前記円筒状金属基材が、ＣＦＲＰ材の上に設けられる構成としてもよい。

前記円筒状金属基材が、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層の上に設けられる構成としてもよい。

前記フォトレジストが、ネガ型フォトレジストであるのが好ましい。

本発明によれば、六価クロムを用いることなく、またエッチングをしないためサイドエッチングの問題が生じることがなく、生産効率に優れたグラビア印刷用製版ロール及びその製造方法を提供することができるという著大な効果を有する。

本発明のグラビア印刷用製版ロールの一つの実施の形態を模式的に示し、（ａ）が円筒状金属基材の表面にフォトレジストを塗布し、前記フォトレジストを露光・現像せしめてレジストパターンを形成し、レジストパターン部と金属基材が露出した非レジストパターン部とを前記金属基材の表面に形成した状態を示す要部断面図、（ｂ）非レジストパターン部にメッキ可能な金属をメッキせしめてメッキ部を形成した状態を示す要部断面図、（ｃ）が前記レジストパターン部を除去せしめて凹部を形成しグラビア印刷用製版ロールとした状態を示す要部断面図である。 図１に示したグラビア印刷用製版ロールの製造方法の工程順を示すフローチャートである。 本発明のグラビア印刷用製版ロールの他の実施の形態を模式的に示す要部断面図である。 従来のグラビア印刷用製版ロールの実施の形態を模式的に示す要部断面図である。 実施例１にかかるグラビア印刷用製版ロールの表面の拡大写真である。 実施例２にかかるグラビア印刷用製版ロールの表面の拡大写真である。

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。

図１において、符号１０Ａはグラビア印刷用製版ロールを示す。符号１２はメッキ可能な円筒状金属基材である。円筒状金属基材１２はメッキ可能な金属であればいずれも適用できるが、例えば、ニッケル、タングステン、クロム、チタン、金、銀、白金、鉄、銅、アルミニウムからなる群から選ばれた少なくとも一種の材料から構成することができる。

また、円筒状金属基材１２は、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化樹脂）材の上に設けられる構成としてもよいし、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層の上に設けられる構成としてもよい。

まず、円筒状金属基材１２を準備し（図２のステップ１００）、前記円筒状金属基材１２の表面にフォトレジストを塗布し、前記フォトレジストを露光・現像せしめてレジストパターンが作製されたレジストパターン部１４と前記金属基材１２が露出した非レジストパターン部１６とを前記金属基材１２の表面に形成する（図２のステップ１０２）。前記フォトレジストとしては、ネガ型フォトレジストが好適である。このようにして、図１（ａ）に示す状態となる。

そして、前記非レジストパターン部１６にメッキ可能な金属をメッキせしめてメッキ部１８を形成する（図２のステップ１０４）。そして、図１の例では、前記メッキ部１８の厚さが、前記レジストパターン部１４の厚さ以下とされている。前記非レジストパターン部１６にメッキされるメッキ可能な金属については、メッキ可能な金属であればいずれも適用でき、例えば、ニッケル、タングステン、クロム、チタン、金、銀、白金、鉄、銅、アルミニウムなどを適用することができる。例えば、円筒状金属基材１２が銅の場合、メッキ部１８の金属はニッケルが適用できる。このようにして、図１（ｂ）に示す状態となる。

次に、前記レジストパターン部１４のフォトレジストを剥離して前記レジストパターン部１４を除去せしめ凹部２２を形成する（図２のステップ１０６）。このようにして、図１（ｃ）に示すグラビア印刷用製版ロール１０Ａとなる。

また、本発明のグラビア印刷用製版ロールは、図３によく示される如く、図１（ｃ）に示す状態から、前記メッキ部１８と前記レジストパターン部１４の除去された部分を被覆するようにＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）で被覆するようにしてもよい。図３において、符号１０Ｂはグラビア印刷用製版ロールを示す。符号２０はＤＬＣの被覆膜である。ＤＬＣ被覆膜２０の形成にあたっては、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法やスパッタ法によってＤＬＣで被覆することが可能である。

前記ＤＬＣ被覆膜２０の厚さは、０．１μｍ〜１０μｍであるのが好適である。より具体的には、０．１μｍ〜５μｍがさらに好ましい。図３の例では、銅で作製した円筒状金属基材１２の表面にニッケルメッキでメッキ部１８を作製し、前記メッキ部１８と前記レジストパターン部１４の除去された部分をＤＬＣで被覆した例を示した。図１及び図３の例では、メッキ部１８の厚さは９μｍ、レジストパターン部１４の厚さが１０μｍ、ＤＬＣ被覆膜２０の厚さが２μｍの例を示した。すなわち、前記メッキ部１８の厚さが、前記レジストパターン部１４の厚さ以下である例を示した。

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。

（実施例１）
円周６００ｍｍ、面長１１００ｍｍの版母材（アルミ中空ロール）を準備し、ブーメランライン（株式会社シンク・ラボラトリー製全自動レーザーグラビア製版ロール製造装置）を用いて下記する銅メッキ層の形成までを行った。

まず、版母材（アルミ中空ロール）を銅メッキ槽に装着し、中空ロールをメッキ液に全没させて２０Ａ／ｄｍ²、６．０Ｖで８０μｍの銅メッキ層を形成した。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４ヘッド型研磨機（株式会社シンク・ラボラトリー製研磨機）を用いて研磨して当該銅メッキ層の表面を均一な研磨面とした。形成した銅メッキ層を基材としてその表面に感光膜（サーマルレジスト：ＴＳＥＲ−ＮＳ（株式会社シンク・ラボラトリー製））を塗布（ファウンテンコーター）、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）で計ったところ、１５μｍ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３００ｍＪ／ｃｍ²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℃９０秒間行い、所定のレジストパターンを形成した。

ついで、ニッケルメッキ槽に装着し、メッキ液に半没させて２Ａ／ｄｍ²、７．０Ｖで１０μｍのニッケルメッキ層を形成した。メッキ表面はブツやピットの発生がなく、均一なニッケルメッキ層を得た。ついで、５％水酸化ナトリウム水溶液にてレジストを剥離させ、所定のニッケルパターンを形成した。このようにして得られたグラビア印刷用製版ロールの表面を光学顕微鏡で観察したところ、図５に示す高精細なグラビア版が観察された。図５において、凹部２２、すなわちグラビアセルの１辺は１００μｍでニッケルパターンの土手の線幅２４は７μｍであった。グラビアセルの深度は１０μｍであった。

（実施例２）
円周６００ｍｍ、面長１１００ｍｍの版母材（アルミ中空ロール）を準備し、ブーメランライン（株式会社シンク・ラボラトリー製全自動レーザーグラビア製版ロール製造装置）を用いて下記する銅メッキ層の形成までを行った。

まず、版母材（アルミ中空ロール）を銅メッキ槽に装着し、中空ロールをメッキ液に全没させて２０Ａ／ｄｍ²、６．０Ｖで８０μｍの銅メッキ層を形成した。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４ヘッド型研磨機（株式会社シンク・ラボラトリー製研磨機）を用いて研磨して当該銅メッキ層の表面を均一な研磨面とした。形成した銅メッキ層を基材としてその表面に感光膜（サーマルレジスト：ＴＳＥＲ−ＮＳ（株式会社シンク・ラボラトリー製））を塗布（ファウンテンコーター）、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）で計ったところ、１５μｍ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３００ｍＪ／ｃｍ²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℃９０秒間行い、所定のレジストパターンを形成した。

ついで、ニッケルメッキ槽に装着し、メッキ液に半没させて２Ａ／ｄｍ²、７．０Ｖで１０μｍのニッケルメッキ層を形成した。メッキ表面はブツやピットの発生がなく、均一なニッケルメッキ層を得た。ついで、５％水酸化ナトリウム水溶液にてレジストを剥離させ、所定のニッケルパターンを形成した。該ニッケルパターンの表面にＤＬＣ被覆膜をＣＶＤ法で形成した。

雰囲気アルゴン／水素ガス雰囲気、原料ガスにヘキサメチルジシロキサン、成膜温度８０−１２０℃、成膜時間６０分で膜厚０．１μｍの中間層を成膜した。次に、原料ガスにトルエン、成膜温度８０−１２０℃、成膜時間１８０分で膜厚２μｍのＤＬＣ層を成膜した。このようにして、グラビア印刷用製版ロールを得た。このグラビア印刷用製版ロールの表面を光学顕微鏡で観察したところ、図６に示す高精細なグラビア版が観察された。図６において、形成されたニッケルパターンの土手の線幅は８μｍであり、グラビアセルは、一辺が１４５μｍであり、グラビアセルの深度は１０μｍであった。

１０Ａ，１０Ｂ：グラビア印刷用製版ロール、１２：円筒状金属基材、１４：レジストパターン部、１６：非レジストパターン部、１８：メッキ部、２０：ＤＬＣ被覆膜、２２：凹部、２４：土手の線幅、１００：従来のグラビア印刷用製版ロール、１０２：金属製中空ロール（版母材）、１０４：銅メッキ層（版材）、１０６：レジストパターン、１０８：凹部（グラビアセル）、１１０：クロム層。

Claims (17)

1. メッキ可能な円筒状金属基材の表面にフォトレジストを塗布し、前記フォトレジストを露光・現像せしめてレジストパターンが作製されたレジストパターン部と前記金属基材が露出した非レジストパターン部とを前記金属基材の表面に形成し、前記非レジストパターン部にメッキ可能な金属をメッキせしめてメッキ部を形成し、前記レジストパターン部を除去せしめて凹部を形成してなることを特徴とするグラビア印刷用製版ロール。
2. 前記フォトレジストが塗布される円筒状金属基材が、ニッケル、タングステン、クロム、チタン、金、銀、白金、鉄、銅、アルミニウムからなる群から選ばれた少なくとも一種の材料から構成されることを特徴とする請求項１記載のグラビア印刷用製版ロール。
3. 前記メッキ部の厚さが、前記レジストパターン部の厚さ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載のグラビア印刷用製版ロール。
4. 前記メッキ部と、前記レジストパターン部の除去された部分を被覆するようにＤＬＣで被覆されてなることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のグラビア印刷用製版ロール。
5. 前記被覆したＤＬＣ被覆膜の厚さが、０．１μｍ〜１０μｍであることを特徴とする請求項４項記載のグラビア印刷用製版ロール。
6. 前記円筒状金属基材が、ＣＦＲＰ材の上に設けられていることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載のグラビア印刷用製版ロール。
7. 前記円筒状金属基材が、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層の上に設けられていることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載のグラビア印刷用製版ロール。
8. 前記フォトレジストが、ネガ型フォトレジストであることを特徴とする１〜７いずれか１項記載のグラビア印刷用製版ロール。
9. 請求項１〜８いずれか１項記載のグラビア印刷用製版ロールによって印刷されたことを特徴とする製品。
10. 円筒状金属基材を準備する工程と、前記金属基材の表面にフォトレジストを塗布し、前記フォトレジストを露光・現像せしめてレジストパターンが作製されたレジストパターン部と前記金属基材が露出した非レジストパターン部とを前記金属基材の表面に形成する工程と、前記非レジストパターン部にメッキ可能な金属をメッキせしめてメッキ部を形成する工程と、前記レジストパターン部を除去せしめて凹部を形成する工程と、
    を含むことを特徴とするグラビア印刷用製版ロールの製造方法。
11. 前記フォトレジストが塗布される円筒状金属基材が、ニッケル、タングステン、クロム、チタン、金、銀、白金、鉄、銅、アルミニウムからなる群から選ばれた少なくとも一種の材料から構成されることを特徴とする請求項１０記載のグラビア印刷用製版ロールの製造方法。
12. 前記メッキ部の厚さが、前記レジストパターン部の厚さ以下であることを特徴とする請求項１０又は１１記載のグラビア印刷用製版ロールの製造方法。
13. 前記メッキ部と、前記レジストパターン部の除去された部分を被覆するようにＤＬＣで被覆する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１０〜１２いずれか１項記載のグラビア印刷用製版ロールの製造方法。
14. 前記被覆したＤＬＣ被覆膜の厚さが、０．１μｍ〜１０μｍであることを特徴とする請求項１３項記載のグラビア印刷用製版ロールの製造方法。
15. 前記円筒状金属基材が、ＣＦＲＰ材の上に設けられていることを特徴とする請求項１０〜１４いずれか１項記載のグラビア印刷用製版ロールの製造方法。
16. 前記円筒状金属基材が、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層の上に設けられていることを特徴とする請求項１０〜１４いずれか１項記載のグラビア印刷用製版ロールの製造方法。
17. 前記フォトレジストが、ネガ型フォトレジストであることを特徴とする１０〜１６いずれか１項記載のグラビア印刷用製版ロールの製造方法。