JP2017202576A - 印刷版、印刷版の製造方法、および印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】凹版を用いた印刷法において、溝の短手方向の溝幅が１００μｍ以上１０００μｍ以下の幅を有する印刷版を用いて印刷すると印刷版の溝にドクターブレードが落ちてしまうため所望の印刷が出来ない。溝内部に出っ張りを設け、インキの液ダレを利用することで所望の形状にするという方法があるが、形成しようとする印刷物が微細な場合は粘度の高いインキを使用するため、液垂れが足りずに印刷物が断線してしまう。【解決手段】印刷版の溝の延在する方向と直行する方向に印刷版表面を一部残すことで、印刷版の溝であってもドクターブレードが落ちず、且つ、粘度の高いインキを使用しても液ダレが足りるため所望の印刷が可能となる。【選択図】図７

Description

本発明は、印刷版、印刷版の製造方法、および印刷装置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。

特開２０１５−４５８９１号公報

凹版を用いた印刷法において、溝の短手方向の溝幅が１００μｍ以上１０００μｍ以下の幅を有する印刷版を用いて印刷すると、印刷版の溝にドクターブレードが落ちてしまうため所望の印刷が出来ない。溝内部に出っ張りを設け、インキの液ダレを利用することで所望の形状にするという方法があるが、形成しようとする印刷物が微細な場合は粘度の高いインキを使用するため、液垂れが足りずに印刷物が断線してしまう。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、グラビア印刷におけるドクター落ちによる印刷不良を防止し、所望する印刷物を印刷できる印刷版、印刷板の製造方法、および印刷装置を提供することである。

上記課題を解決するための本発明の一態様は、表面に凹部を有する印刷版であって、印刷版に対するドクターの進行方向と直交する方向に所定間隔で凹部が形成されている印刷版である。

本発明の別の一態様は、印刷版の製造方法であって、印刷版母材の表面に切削刃による切削によって、印刷版に対するドクターの進行方向と直交する方向に所定間隔で凹部を形成する印刷版の製造方法である。

本発明の別の一態様は、上述した印刷版を備える印刷装置である。

本発明によれば、グラビア印刷におけるドクター落ちによる印刷不良を防止し、所望する印刷物を印刷できる印刷版、印刷板の製造方法、および印刷装置を提供できる。

本発明の実施形態に係る印刷版を用いた印刷方法を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る印刷版を用いた印刷方法を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る印刷版を用いた印刷方法を示す模式図である。 本発明の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印刷版母材示す斜視図である。 本発明の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印刷版母材示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る印刷版の製造方法における切削加工に用いられる切削刃の要部を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る印刷版を示す平面図及び断面図である。 本発明の実施形態に係る印刷物の断面図である。

（実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１ないし図３に、本発明の実施形態に係る印刷装置１及びこれを用いた印刷物の製造方法を説明する模式図を示す。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、その表面で印刷版３上のインキ６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、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６及びインキ６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て形成することも可能であるし、フィルム上のゴム材料をベース基材と貼りあわせて形成す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が好適である。ゴム層には、例えばシリコーンゴムを用いることができる。また、ベース基材とゴム層の間には、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。

印刷版３は、詳細は後述するが、被印刷体５に形成される印刷パターンに対応する凹部を銅版、ニッケル版などの金属版、あるいはガラス版に形成し、その表面にクロムめっきやカーボンめっきによる耐擦性皮膜を形成してなる。この印刷版３の凹部に対して、ドクターブレードによって一定の速度でインキ６を充填する。

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、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＳｎＯ_２（酸化スズ）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。

透明電極層を作成する場合には、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。

インキ６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。

インキ６には、バインダーとして樹脂材料が含まれていても良い。インキ６に用いる樹脂材料として、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、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル（ポリメチルメタクリレート）等のアクリル系樹脂、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、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリプロピレン、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＩ（ポリイミド）、ＣＯＤ（環状オレフィン・コポリマー）、ＭＳ（メタクリル酸スチレン共重合体）、エポキシ樹脂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。

また、上記以外にも、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＯＭ（ポリオキシメチル）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＰＳ（ポリフェニルサルフィド）等のエンジニアプラスチックや、スーパーエンジニアプラスチック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。被印刷体５は、例えば、厚さ１２５μｍのＰＥＴ製のフィルムとすることができる。なお被印刷体５としては他の材料、例えば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、他の樹脂材料、紙、不織布を用いても良い。被印刷体５はシート状の材料に限られず、中空又は中実のいずれでも良く、また任意の平面又は曲面を印刷面とすることができる。

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を用いることができ、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６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。

（印刷方法）
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１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。

はじめに、印刷版３は、例えばインキ溜めにおいてインキ６に浸され、不図示のドクターブレードが印刷版３の凹部にインキ６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、印刷版３にインキ６が充填される。ドクターブレードの掃引速度は、例えば、１５０ｍｍ／ｓである。

次に、図２に示すように、台車７をＢ１方向に移動させながらブランケット胴４を図中矢印Ａ方向に回転させて、ブランケット２を印刷版３に充填されたインキ６に連続的に接触させることによって、ブランケット２の印刷面にインキ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の図中矢印Ｂ２方向への移動、すなわち被印刷体５が配置される方向への移動により、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。

次に、図３に示すように、台車７を図中Ｂ２方向にさせながらブランケット胴４を図中矢印Ａ方向に回転させることにより、ブランケット２上に転写されたインキ６は、被印刷体５の印刷面に転写される。ブランケット２の印刷面の回転は、台車７の移動と同期しており、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６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２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。

（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４、５に印刷版母材２０を加工する工程を示す。

図４に示すように、印刷版母材２０は、例えばＡｌ、Ｎｉ、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からなるめっき層も好適である。

図５に示すように、印刷版母材２０は軸Ｃを中心に回転可能に支持される。印刷版母材２０を回転させながら、銅バラード層２４（或いは、ニッケルからなるメッキ層）に向けて切削刃３０（図６参照）を作用させて切削を行うことで、凹部２５が形成される。凹部２５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し、軸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の回転とを交互に行うことで、凹部２５を周方向に複数形成することができる。また、切り込み移動と、切削刃３０の軸Ｃ方向の移動（送り移動）と印刷用母材２０の回転とを同時かつ連続的に行うことで、凹部２５を螺旋状に複数形成することができる。また、切り込み移動と送り移動とを交互に行うことで、凹部２５を軸Ｃ方向に複数形成することができる。軸Ｃに向かう切削刃３０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。切削刃３０を送り移動する場合の切削刃３０の移動距離は、０．１μｍ以上１０．０μｍ以下であることが望ましい。印刷版３の表面に切削されない印刷版表面残し幅４５を形成することで、印刷版３の表面をドクターブレードが移動した際にドクターブレードが印刷版３の凹部２５に落ちることを防止することができる。

図６に示す切削刃３０を用いて凹部２５の形成を行う。本実施形態では、ダイヤモンドからなる切削刃３０を好適に利用できるが、切削刃３０の材質は、例えば合金などダイヤモンドに限ったことではない。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６Ａ、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。

図７に切削法を用い形成した印刷版３の上面概略図及び形状断面形状を示す。切削刃３０の印刷版母材２０への加工軌跡を変更することにより、得られる凹部２５の断面形状はＶ字や、矩形、球面、非球面などが得られる。図７に示す凹部２５ａ〜２５ｃは、図６Ｂに示した切削刃を用い、切削刃の加工軌跡を変えて切削したものである。尚、図７の上下方向が図４に示した軸Ｃ方向に相当し、図７の左右方向が図４に示したシリンダーの周方向に相当する。また、図７の左右方向が印刷時にドクターの進行方向となる方向である。

図７に示す印刷版では、印刷版母材２０の円周方向へ凹部２５を並べて形成した。まず切削刃３０を印刷版加工機に取り付け、印刷版２０母材の軸方向（図４に示した軸Ｃ方向）に押し当て単位溝を加工する。この際、印刷版母材２０は無旋回とし、印刷版母材２０の軸方向に対して平行な凹部２５の単位溝が形成される。次に印刷版母材２０を所定量（例えば、形成した単位溝が切削刃３０から１０μｍ離れる回転量）旋回させる。これらの動作を繰り返すことにより図７に示す複数の凹部２５を得ることができる。また、上述したように、切削刃３０の印刷版２０への加工軌跡を変更することにより、３種の異なる断面形状からなる、凹部２５ａ、２５ｂ、２５ｃを得ることができる。凹部２５の溝深さ４６は例えば印刷版表面から１０μｍであり、印刷溝幅４４は例えば１００μｍであり、印刷版表面残し幅４５は例えば１０μｍである。

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７に示されるような平板の印刷版３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。

尚、印刷版表面残し幅４５を設けるため、ドクターの進行方向と直交する方向に連続する凹部２５は形成されないが、印刷版表面残し幅４５が０．１μｍ以上１０．０μｍ以下であれば、インキの濡れ広がりによって連続した線を印刷することができる。したがって、印刷版表面残し幅４５を設けても印刷パターンの形状は制限されず、任意のパターンを印刷可能である。

（印刷版によって転写されたインキの断面形状）
本実施形態に係る印刷版３を含む印刷装置１によって転写されたインキを、硬化させることによって、図８に示すように被印刷体５上にインキ層（印刷層）３５ａ〜３５ｃが形成された印刷物４０が得られる。なお、図８は被印刷体５の印刷線の延在する方向に直行する断面におけるインキ層３５の断面形状を示す。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、印刷版２０の断面形状に対応した形状が得られる。本発明によれば、凹版を用いた印刷法において、印刷版２０の凹部２５の延在する方向と直行する方向に印刷版表面を一部残し、その印刷版表面残し幅４５（図７参照）を０．１μｍ以上１０．０μｍ以下とすることで、１００μｍ以上１０００μｍ以下の幅を有する印刷版の溝であってもドクターブレードが落ちない印刷版を提供できる。

（その他）
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良い。

上記実施形態は凹部２５を単一の切削刃３０で切削したが、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良い。

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良い。

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。

本発明は、各種の機能的印刷物の生産などに有用である。

１ 印刷装置
２ ブランケット
３ 印刷版
４ ブランケット胴
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
２０ 印刷版母材
２１ シリンダー
２２ 銅めっき層
２３ 剥離層
２４ 銅バラード層
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ 凹部
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ インキ層
４０ 印刷物
４１ 切削刃幅
４２、４３ 頂部角度
４４ 印刷溝幅
４５ 印刷版表面残し幅
４６ 凹部の溝深さ

Claims (7)

1. 表面に凹部を有する印刷版であって、
   前記印刷版に対するドクターの進行方向と直交する方向に所定間隔で凹部が形成されている印刷版。
2. 前記印刷版に対するドクターの進行方向と直交する方向に形成される凹部の前記所定間隔が０．１μｍ以上１０．０μｍ以下である請求項１に記載の印刷版。
3. 前記印刷版に対するドクターの進行方向における前記凹部の幅が１００μｍ以上１０００μｍ以下である請求項１または請求項２に記載の印刷版。
4. 前記印刷版の凹部に、めっき層が施されている請求項１から請求項３のいずれかに記載の印刷版。
5. 前記めっき層は、銅またはニッケルを用いてなる単層である請求項１から請求項４のいずれかに記載の印刷版。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の印刷版の製造方法であって、
   印刷版母材の表面に切削刃による切削によって、前記印刷版に対するドクターの進行方向となる方向と直交する方向に所定間隔で凹部を形成する印刷版の製造方法。
7. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の印刷版を備える印刷装置。