JP2017136719A - 印刷版およびその製造方法ならびにこれを用いた印刷物製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】湿式エッチング法を用いた版では溝幅を１５μｍ以下にしようとすると溝深さまたは高さが５μｍ以下になってしまい、溝内に充填出来るインキ量が少ないため、自然乾燥起因にてインキが溝内に固着してしまい、インキがブランケットに十分に転写されず所望の印刷が出来ない。【解決手段】印刷版は、母材の表面に複数の溝が形成されており、溝のそれぞれの長手方向に直交する断面における溝幅が１５μｍ以下であり、溝のそれぞれの深さまたは高さが５μｍ以上からなる溝の形状を有することを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、印刷版およびその製造方法に関する。またこの印刷版を用いた印刷物製造方法に関するものである。

ドクターブレードによって凹部にインキが充填された印刷版から、ブランケットにインキを転移させ、このインキを基材上に転写するグラビアオフセット印刷法が周知である。

例えば特許文献１には、配線構造を有するタッチパネル用導電性部材の製造方法において、パターン化された配線構造を印刷する方法として、グラビアオフセット印刷法を用いることが開示されている。

特許第５５２０４０６号公報

しかし、特許文献１のようにエッチング法で製作した凹版である印刷版を用いる方法では、版の溝形状が前記溝の長手方向に直交する断面における溝幅を１５μｍ以下に形成しようとすると、エッチング法の性質上、溝の深さまたは高さが５μｍ以下になってしまい、前記溝内に充填出来るインキ量が少ないため、自然乾燥起因にてインキが前記溝内に固着してしまい、インキがブランケットに十分に転写されず所望の印刷が出来ない課題があるため、ブランケットに転写出来る深さまたは高さまで前記溝を加工しなければならない。課題は、インキが溝内に固着しない印刷版を提供することである。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、本発明の請求項１に係る発明は、印刷版であって、母材の表面に複数の溝が形成されており、前記溝のそれぞれの長手方向に直交する断面における溝幅が１５μｍ以下であり、前記溝のそれぞれの深さまたは高さが５μｍ以上からなる溝の形状を有することを特徴とする印刷版である。

本発明の請求項２に係る発明は、前記母材の表面層は銅またはニッケルからなるメッキ層であって、前記メッキ層は単層であることを特徴とする請求項１に記載の印刷版である。

本発明の請求項３に係る発明は、印刷版の表面に形成された溝部が切削刃による切削によって形成される請求項１〜２のいずれか１項に記載の印刷版の製造方法である。

本発明の請求項４に係る発明は、請求項１〜２のいずれか１項に記載の印刷版を用いて、
インキを前記印刷版に塗布する工程と、前記印刷版に塗布した前記インキをブランケットに転写する工程と、前記ブランケットに転写した前記インキを被印刷体に転写する工程と、を備える印刷物の製造方法である。

本発明によれば、前記溝のそれぞれの長手方向に直交する断面における溝幅が１５μｍ
以下であっても、前記溝それぞれの深さまたは高さが５μｍ以上となることで、前記溝内に充填出来るインキ量が増える事により、自然乾燥を防ぎ、前記インキが前記溝内に固着することを抑止する事が可能となる事から、インキがブランケットに転写され所望の印刷物が提供出来る。

実施形態における印刷版を模式的に示す平面図である。 実施形態における印刷版を模式的に示す図１のE−E矢視断面図である。 実施形態における印刷装置及び印刷物の製造方法を示す模式図である。 実施形態における印刷装置及び印刷物の製造方法を示す模式図である。 実施形態における印刷装置及び印刷物の製造方法を示す模式図である。 実施形態に係る印刷版の製造方法における切削加工前の状態を模式的に示す斜視図である。 実施形態に係る印刷版の製造方法における切削加工後の状態を模式的に示す斜視図である。 実施形態における切削加工に用いられる切削刃の要部を模式的に示す上面図である。 実施形態における印刷版を模式的に示す平面図である。 実施形態における印刷版を模式的に示す図９のE−E矢視断面図である。 実施形態における被印刷体上に形成されたインキの断面形状を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
（印刷版）
図１は本実施形態における印刷版３を示す平面図である。また図２は本実施形態における印刷版を示す図１のE−E矢視断面図である。印刷版母材３３に例えば溝８１ａ、８１ｂ、８１ｃが形成されている。溝のそれぞれの長手方向に直交する断面における溝幅が１５μｍ以下であり、前記溝のそれぞれの深さまたは高さが５μｍ以上からなる溝の形状を有する。

印刷版母材３３の表面層は銅またはニッケルからなるメッキ層であって、前記メッキ層は単層であることを特徴とする印刷版である。
（印刷版の形成）
本実施形態における印刷版３は、印刷版母材２０に対する切削加工により形成される。

図６において、印刷版母材２０は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Fe）からなるシリンダー２１の表面に、内側から順に、銅めっき層２２、剥離層２３及び銅バラード層２４を積層して形成してなる。上記は一例であって、この限りではなく、切削性に優れているニッケル（Ｎｉ）からなるメッキ層も好適である。

図７において、印刷版母材２０は軸Ｃを軸として回転させられ、その銅バラード層２４或いは、ニッケル（Ｎｉ）からなるメッキ層に向けて径方向に切削刃３０（図８参照）を作用させて切削を行わせることで、互いに平行な複数の凹部２５が形成される。切削の深さは、例えば１０μｍとすることができる。凹部２５は印刷版母材２０の周方向に延在していても良く、また、螺旋方向に延在していても良い。切削による凹部２５の形成（切り込み移動）と、印刷版母材２０と切削刃３０との軸Ｃに沿った相対移動（送り移動）とを交互に行うことで、凹部を周方向に延在させることができる。また、切り込み移動と送り移動とを同時かつ連続的に行うことで、凹部を螺旋方向に延在させることができる。軸Ｃに向かう切削刃の切り込み深さを無段階又は複数段階で変化させることで、凹部２５の幅
を変化させることも可能である。

本実施形態では、凹部２５の形成は、図８に示すような切削刃３０を用いて行われる。本実施形態で使用した切削刃３０は全てダイヤモンドからなる切削刃３０を選定したが、例えば合金などダイヤモンドに限ったことではない。前記ダイヤモンドチップの先端形状は種々あり、その一例として切削刃３０の先端形状の上面概略図を図８Ａ−Ｂ−Ｃに示す。切削とは、切削刃３０を印刷版母材２０に押し当てて所望の形状を形成する加工法であるため、切削で形成した凹部２５の断面形状は切削で使用した切削刃３０の逆形状が得られる。

本実施形態では図８Ａに示す三角形状、図８Ｂに示す四角形状、図８Ｃに示す非球面、或は、球面形状からなる切削刃３０を用いて検証した。いずれも前記溝のそれぞれの長手方向に直交する断面における溝幅を１０μｍ、前記溝のそれぞれの深さまたは高さを１０μｍとなる凹部２５を形成する。具体的には図８Ａに示す三角形状の切削刃３０の頂部角度４１は約５３度、図８Ｂに示す四角形状の印刷版母材３３側からみた谷部となる切削刃幅４２は約９．５μｍとし、図８Ｃに示す非球面、或は、球面形状は所望の形状になるように演算した、３種異なる切削刃３０を選定した。

これら切削刃３０を逐次交換することによって図８のような断面形状からなる３種の凹部２５を得る。まず切削刃３０によって第１の切削を行うことで、溝３２ａを形成し、次に、印刷版母材２０と切削刃３０とを、凹部３２aの幅方向に沿って、溝３２ａの切り込み幅よりも大きい距離だけ相対移動（送り移動）させ、次に切削刃３０によって印刷版母材２０を再び切削することによって、溝３２ｂを形成する。そして、この切込み移動と送り移動とをもう１度繰り返すことにより、溝３２ｃを形成する。

続いて、切削工程の後、酸化防止や印刷を行うための耐磨耗性を高めるために、銅バラード層２４の表面の全体に、クロムめっき層（不図示）を形成する事が一般的である。そして、剥離層２３から銅バラード層２４を剥離することにより、図９に示されるような平板の印刷版３４が得られる。

本実施例では円筒状の印刷版２０を用いバラード層２４を剥離することにより平版を得たが、例えば平板状の金型を印刷版として製作してもよい。
(本発明に係わる印刷版を用いた印刷方法)
図３から図５において、印刷装置１の構成外略図と、インキ６の転写されるプロセスを示す。

印刷装置１は、ブランケット２と、印刷版３とを備えている。ブランケット２は、回転可能なブランケット胴４の表面に固定されており、基材である被印刷体５にインキ６を転写可能に配置されている。印刷版３は、印刷版固定用定盤９の上面に固定され、ブランケット２の印刷面にインキ６を転写可能な位置に配置されている。ブランケット胴４は回転可能に台車７に支持されており、台車７は架台８上を移動可能に架台８に支持されている。被印刷体５は、基材固定用定盤１０の上面に固定されている。

ブランケット２は、その表面でパターン上のインキの授受を行うことにより転写印刷を行う。ブランケット２の表面すなわち印刷面はゴム層からなる。このゴム層として用いられるゴム材料としては、ブランケットとして公知の各種の材料を用いることができる。これらのゴム材料は、インキ及びインキに用いられる溶剤の種類に対応して選択され、溶剤吸収性のあるものが好適である。

ゴム層単独でブランケット２とすることも可能であるが、ゴム層はベース基材の上に設
けてもよい。なお、ゴム材料からなるゴム層は、ベース基材上でゴム材料を硬化させることも、フィルム上のゴム材料をベース基材と貼りあわせることも可能である。ベース基材としては、印刷時にブランケット胴４に取り付けられることから可撓性のあるフィルム又は金属薄板であれば種類は問わないが、コスト及び寸法安定性からポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル系フィルム、あるいはポリイミドフィルム（ＰＩ）が好適である。また、ベース基材とシリコーンゴム層の間には、必要に応じてプライマー層や接着層が設けられる。また、ベース基材の下には必要に応じてクッション層が設けられる。クッション層としてはスポンジ状の材料を用いることができる。ブランケット２は、その幅方向の両端部を不図示の取付器具によって巻き締めることによって、略円筒形のブランケット胴４に固定される。

インキ６は、例えば、熱硬化性かつ光焼成型の導電性インキを用いることができる。導電性インキは、例えばＡｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｗ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｉｎ等の金属微粒子、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ₂）などの導電性金属酸化物微粒子、あるいは金属ナノワイヤを含むものが好適である。本実施形態では、これらをインキ６のフィラーとして用いることが可能である。金属微粒子を含む導電性インキとしては、例えば銀ナノ粒子を有機溶媒に分散させてなる導電性銀ナノインクを用いることができる。

作成するパターンが透明電極層である場合には、ドーピング等で導電率を向上させた導電性ポリマー、例えば導電性ポリアニリン、導電性ポリプロピロール、導電性ポリチオフェン（ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体など）を含むインキを用いることができる。

上記導電性銀ナノインクでは、インキ中の溶剤はドデカン、テトラデカンである。インキ中の溶剤は任意のものを用いることができる。例えば、速乾性インクでは常温で乾燥する沸点の低い溶剤（ＭＥＫ、エタノール、アセトンなど）、水性インクでは水（精製水）、オイル系インクでは常温で蒸発しないオイル（脂肪族炭化水素、グリコールエーテル、高級アルコールなど）を用いることが可能である。溶剤の種類に応じて、その吸収性を有するブランケット２の材料を選択することができる。

他にもインキ６として用いる樹脂材料は、透明樹脂や、色付きの樹脂、あるいは、不透明な樹脂を用いても良い。すなわち、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）等の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等の等の汎用プラスチックを用いることが可能である。ここで、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、環状オレフィン・コポリマー（ＣＯＣ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、メタクリル酸スチレン共重合体（ＭＳ）、アクリロニトリルスチレン共重合体（ＡＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）等などの熱可塑性樹脂を用いることが可能である。

また、熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂やメラミン樹脂、エポキシ樹脂等の当該分野でよく知られている熱硬化性樹脂を用いることが可能である。

本実施形態における被印刷体５は、基材固定用定盤１０の上面に固定されている。被印
刷体５は、例えば、ソーダ石灰ガラス、低アルカリ硼珪酸ガラス、無アルカリアルミノ硼珪酸ガラスなどのガラス板、あるいはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などからなるプラスチック板、プラスチックフィルムが用いられる。また、電子基板に使われているガラス繊維とエポキシ系樹脂からなるシート（プリプレグ）を用いることができ、紙、不織布を用いても良い。

また、印刷装置１は、印刷装置１の各部を制御するために、制御部１１を備える。ブランケット胴４、台車７、印刷版固定用定盤９、基材固定用定盤１０のための送り機構は、制御部１１に電気的に接続されている。制御部１１は周知のコンピュータであって、データバスによって相互接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、記憶装置、表示装置及び入出力装置等を含むものである。制御部１１はオペレータの操作入力、各種センサ類からの入力、及びＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、不図示のドクターブレードを用いた印刷版３へのインキ充填、ブランケット胴４の送り回転及び移動、台車７の移動、印刷版固定用定盤９、基材固定用定盤１０のための送り機構の動作、並びに被印刷体５上のインキに対する熱硬化、光焼成などの動作及びブランケット２に対する乾燥の動作を連繋して制御することが可能に構成されている。

次に、以上のとおり構成された印刷装置１を用いた印刷方法について説明する。初期状態及び前印刷工程の終了状態においては、図３に示されるように台車７は図中右側に停車した状態である。

印刷版３は、例えばインキ溜めにおいてインキに浸され、不図示のドクターブレードにより、印刷版３の凹部にインキを導き、印刷版３の表面から溢れ出た余分なインキを取り去ることで、インキが充填される。ドクターブレードによりインキを取り出す速度は、例えば、１５０ｍｍ/ｓである。

次に、図４に示すように、台車７の方向５１への移動およびブランケット胴４の図中矢印Ａ方向の回転により、印刷版３に充填されたインキ６に連続的に接触することによって、ブランケット２の印刷面にはインキ６が転写される。ブランケット２への転写速度は、例えば、５０ｍｍ/ｓで行うことができる。インキ６が溶剤を含む場合、ブランケット２の印刷面が、インキ６内の溶剤を吸収可能な吸収性を有するため、ブランケット２の印刷面に形成されたインキ６の濡れ広がりが抑制される。その後、台車７の方向５２への移動により、インキ６が転写されたブランケット２は、被印刷体５の設置位置まで移動される。

図５に示すように、台車７の方向５２への移動およびブランケット胴４の方向６０の回転により、ブランケット２上に形成されたインキは、被印刷体５の印刷面に転写される。ブランケット２の印刷面の回転速度は、台車７の移動速度と略一致させられており、これによってインキ６が被印刷体５に押し付けられて転写される。被印刷物５への転写速度は、例えば、２００ｍｍ/ｓで行うことができる。転写されずにブランケット２の印刷面に残ったインキ６の部分は、例えば、不図示のクリーニングローラーで除去される。なお、本実施形態では転写の際に台車７を移動させたが、ブランケット胴４と印刷版固定用定盤９との相対位置、ブランケット胴４と基材固定用定盤１０との相対位置の変化を実現できる限り、印刷版固定用定盤９、基材固定用定盤１０を移動させても良く、台車７、印刷版固定用定盤９、および基材固定用定盤１０の３つをそれぞれ移動させても良い。

その後、被印刷体５上に転写されたインキ６は硬化される。この硬化は、例えば、焼成、加熱、自然乾燥、紫外線硬化、冷却（熱可塑性材料を含む導電性インキを用いる場合）など、使用する導電性インキの種類及び成分に応じた各種の手段によって実行することができる。加熱による場合には、例えば、赤外線ヒータを用いることができる。このようにして、印刷物が得られる。尚、ブランケット２の膨潤量が所定の基準値に達すると、印刷待機時にブランケット２に吸収された溶剤が乾燥させられる機能を印刷装置に備えても良い。

ブランケット２の印刷面の材質、使用するインキの種類及びインキ内の溶剤の種類は、上記印刷装置１におけるもの以外の各種のものを選択することができる。

ブランケット２は、円筒形のブランケット胴４に固定して使用したが、使用の際のブランケットの形状は円筒形以外の曲面や平面であっても良い。被印刷体５はシート状のほか樹脂成形品などのように、印刷面が曲面であるものであっても良い。

本実施形態に係る印刷版３４を用いた印刷装置１によって転写されたインキを、硬化及び／又は焼成することによって、図１１に示されるように被印刷体５上にインキ層３５が形成された印刷物４０が得られる。なお図１１は被印刷体５の印刷面に垂直な断面における断面形状を示す。図示のとおり、転写及び乾燥後のインキ層３５の断面形状は、切削刃３０の断面形状に対応して逆形状になっており、所望の形状が転写されていることがわかる。

本発明は実施形態に示された態様のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

例えば、上記実施形態では、平板の印刷版を用いて転写を行っていたが、これに限られず、円筒状の印刷版を直接用いて転写を行ってもよい。

上記実施形態は単位凹部２５を単一の切削刃３０で切削したが、単位凹部２５を複数の切削刃３０によって切削を行っても良い。

上記実施形態では、ブランケットを介して被印刷体にインキを転写していたが、印刷版から直接被印刷体にインキを転写してもよい。

上記実施形態では、インキの印刷パターンが被印刷体の上に形成されていることとしたが、当該印刷パターンが被印刷体の上に形成された後に、被印刷体が除去されて、印刷パターンのみによりその形状を保持する態様としてもよい。

また、上記実施形態において、インキに付与された導電性は、例えば印刷層に通電することによる真贋判定や、電気回路部材としての利用など、各種の用途に利用することができる。

１・・・印刷装置
２・・・ブランケット
４・・・ブランケット胴
３・・・印刷版
５・・・被印刷体
６・・・インキ
７・・・台車
８・・・架台
９・・・印刷版固定用定盤
１０・・・基材固定用定盤
１１・・・制御部
２２・・・銅めっき層
２３・・・剥離層
２４・・・バラード層
２５・・・凹部
３０・・・切削刃
３２・・・凹部
３２a、３２b、３２c・・・溝
３３・・・印刷版母材
３４・・・印刷版
３５・・・インキ層
４０・・・印刷物
４１・・・切削刃頂部角度
４２・・・切削刃幅
５１・・・方向
５２・・・方向
６０・・・方向
８１a、８１b、８１c・・・溝

Claims (4)

1. 母材の表面に複数の溝が形成されており、前記溝のそれぞれの長手方向に直交する断面における溝幅が１５μｍ以下であり、前記溝のそれぞれの深さまたは高さが５μｍ以上からなる溝の形状を有することを特徴とする印刷版。
2. 前記母材の表面層は銅またはニッケルからなるメッキ層であって、前記メッキ層は単層であることを特徴とする請求項１に記載の印刷版。
3. 印刷版の表面に形成された溝部が切削刃による切削によって形成されることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載の印刷版の製造方法。
4. 請求項１〜２のいずれか１項に記載の印刷版を用いて、
   インキを前記印刷版に塗布する工程と、
   前記印刷版に塗布した前記インキをブランケットに転写する工程と、
   前記ブランケットに転写した前記インキを被印刷体に転写する工程と、
   を備えることを特徴とする印刷物の製造方法。