JP2018097302A - Printing plate material and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、印刷用版材、及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a printing plate and a method for producing the same.
有機デバイス用の印刷法においては、高解像度での印刷プロセスが求められている。該印刷法としては、サブμmオーダーでの大面積パターニングが可能なマイクロコンタクトプリント(μCP)法が知られている(非特許文献1)。 In the printing method for organic devices, a high resolution printing process is required. As the printing method, a micro contact printing (μCP) method capable of patterning a large area on the order of sub μm is known (Non-Patent Document 1).
そして、特許文献1には、支持体上に、少なくとも、インキ受容層、シリコーンゴム層をこの順に積層してなる直描型水なし平版印刷版原版であって、該インキ受容層に対する水の接触角が85°以下であり、水または水に界面活性剤を添加した水溶液で現像することを特徴とする直描型水なし平版印刷版原版が記載されている。
しかしながら、特許文献1に開示されている技術は、高解像度かつインクの使用効率において十分な印刷プロセスといえるものではなかった。そこで、本発明が解決しようとする課題は、高解像度かつインクの使用効率に優れる印刷プロセスを実現可能な印刷用版材、及びその製造方法を提供することである。
However, the technique disclosed in
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、印刷面として、凸パターン部と凹パターン部とが特定の接触角の差を有する特定の樹脂からなり、さらに特定の高低差を有する印刷用版材とすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventors of the present invention have a printing surface comprising a specific resin having a specific contact angle difference between the convex pattern portion and the concave pattern portion. It has been found that the above problems can be solved by using a printing plate having a difference, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明の一実施形態に係る印刷用版材は、印刷面として、フッ素系コーティング処理を施されたフォトレジストからなる凸パターン部と架橋シリコーンゴムからなる凹パターン部とを含むことを特徴とする。また本発明の一実施形態に係る印刷用版材は、凸パターン部の溶媒に対する後退接触角が40°以上であると好ましい。 That is, the printing plate material according to an embodiment of the present invention includes, as a printing surface, a convex pattern portion made of a photoresist subjected to a fluorine-based coating treatment and a concave pattern portion made of a crosslinked silicone rubber. And In the printing plate material according to one embodiment of the present invention, the receding contact angle of the convex pattern portion with respect to the solvent is preferably 40 ° or more.
また本発明の一実施形態に係る印刷用版材の製造方法は、基材に架橋シリコーンゴムからなるゴム層を形成する第一の製膜工程と、ゴム層にフォトレジストからなるレジスト層を形成する第二の製膜工程と、レジスト層をパターン露光する露光工程と、レジスト層から未硬化状態のフォトレジストを除去し、凹凸構造を形成する現像工程と、前記レジスト層をフッ素系コーティング処理するレジスト表面処理工程と、を含むことを特徴とする。また第一の製膜工程と第二の製膜工程の間に、ゴム層をフッ素系ガスプラズマ処理するゴム表面処理工程が含まれていてもよい。 The printing plate material manufacturing method according to one embodiment of the present invention includes a first film forming step of forming a rubber layer made of a crosslinked silicone rubber on a base material, and a resist layer made of a photoresist on the rubber layer. A second film forming step, an exposure step of pattern exposing the resist layer, a developing step of removing the uncured photoresist from the resist layer to form a concavo-convex structure, and a fluorine coating treatment of the resist layer And a resist surface treatment step. In addition, a rubber surface treatment step for treating the rubber layer with a fluorine-based gas plasma may be included between the first film formation step and the second film formation step.
本発明によれば、高解像度かつインクの使用効率に優れる印刷プロセスを実現可能な印刷用版材、及びその製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the printing plate material which can implement | achieve the printing process which is excellent in the use efficiency of the high resolution and ink, and its manufacturing method can be provided.
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」と言う。)について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施できる。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described. The present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist.
本実施形態の印刷用版材は、印刷面として、フッ素系コーティング処理を施されたフォトレジストからなる凸パターン部と架橋シリコーンゴムからなる凹パターン部とを含む印刷用版材である。 The printing plate material of the present embodiment is a printing plate material that includes, as a printing surface, a convex pattern portion made of a photoresist subjected to a fluorine-based coating treatment and a concave pattern portion made of a crosslinked silicone rubber.
本実施形態の印刷用版材は、図1に模式的に示した断面構造を有する。本実施形態において、印刷用版材1の印刷面は、凸パターン部3と、凹パターン部2とを有し、凹パターン部2により、印刷パターンが決定される。本実施形態の印刷用版材1を用いた印刷においては、凹パターン部2にインクが添加され、次いで、印刷対象物に凹パターン部2のインクが移ることにより、印刷される。本実施形態の印刷用版材1は、凹版印刷において用いられる版材である。
The printing plate material of this embodiment has a cross-sectional structure schematically shown in FIG. In the present embodiment, the printing surface of the
また本実施形態における印刷用版材の凸パターン部3は、図1に示されているように、フォトレジスト層3−1にフッ素系コーティング処理が施されたものであり、フォトレジスト層3−1の上にフッ素系コーティング層3−2が積層されている。これにより、凸パターン部3はインクに対する撥液性(以下、単に「撥液性」ともいう。)を有する。一方、凹パターン部2の表面は架橋シリコーンゴム2’であるため、凹パターン部2はインクに対する親液性(以下、単に「親液性」ともいう。)を有する。そして、印刷面として、凸パターン部3が撥液性であり、凹パターン部2が親液性を有することで、凸パターン部3と凹パターン部2とに撥液性の差が生まれ、かつ、インク転写性に優れることから、高解像度かつインクの使用効率に優れる印刷プロセスが実現可能となる。
Further, as shown in FIG. 1, the
本実施形態において、フォトレジスト層3−1に用いられるフォトレジストとしては、分子構造にヒドロキシ基を有するものが用いられる。例えば、ノボラック型フェノール樹脂やポリヒドロキシスチレン誘導体などを用いることができる。ヒドロキシ基はシランカップリング剤と反応し、共有結合を形成することができる。シランカップリング剤の反応により、フッ素系コーティング処理剤またはフッ素系コーティング処理剤の前処理剤をフォトレジスト層3−1の上に密着させることができる。 In the present embodiment, a photoresist having a hydroxyl group in its molecular structure is used as the photoresist used for the photoresist layer 3-1. For example, a novolac type phenol resin or a polyhydroxystyrene derivative can be used. Hydroxy groups can react with silane coupling agents to form covalent bonds. By the reaction of the silane coupling agent, the fluorine coating treatment agent or the pretreatment agent of the fluorine coating treatment agent can be brought into close contact with the photoresist layer 3-1.
また、上に述べたとおり、フォトレジスト層3−1にはフッ素系コーティング処理が施される。フッ素系コーティング処理剤は、炭素−フッ素結合(C−F)を有する有機化合物、例えばフルオロアルキル基、パーフルオロアルキル基などを有する低分子化合物またはポリマーを含み、スピンコート、ディップコート、スプレーなどで塗布することができるものを用いることができる。フッ素系コーティング処理により、凸パターン部3の表面自由エネルギーが低下し、溶媒に対して高い接触角を示すようになり、後述するように、凸パターン部3と凹パターン部2との接触角の差を生じさせることができる。
Further, as described above, the photoresist layer 3-1 is subjected to a fluorine coating treatment. The fluorine-based coating treatment agent includes an organic compound having a carbon-fluorine bond (C—F), for example, a low molecular compound or polymer having a fluoroalkyl group, a perfluoroalkyl group, and the like, and spin coating, dip coating, spraying, and the like. What can be applied can be used. By the fluorine-based coating treatment, the surface free energy of the
本実施形態において、凹パターン部2の材料としては架橋シリコーンゴム2’が用いられる。架橋シリコーンゴム2’は、架橋構造を有し、それにより、凹パターン部2は、網目構造を有する。凹パターン部2が架橋シリコーンゴム2’からなる網目構造を有していることにより、凹パターン部2は多孔構造となり、多孔中に溶媒が吸収され、凹パターン部2は膨潤する性質を有する。
In the present embodiment, a
架橋シリコーンゴム2’は、シロキサン結合(Si−O−Si)を主骨格としたゴムであり、架橋前の未硬化状態にあるシリコーンゴムを架橋することで得られるゴムである。例えば、付加重合型の架橋シリコーンゴムは、ヒドロキシ基を末端に有するポリマーとビニル基を末端に有するポリマーと重合開始剤(これらの組み合わせが、2液、または3液に分けられた状態で入手可能)を混合して架橋反応を起こさせることで、得ることができる。 The crosslinked silicone rubber 2 'is a rubber having a siloxane bond (Si-O-Si) as a main skeleton, and is a rubber obtained by crosslinking silicone rubber in an uncured state before crosslinking. For example, addition polymerization type cross-linked silicone rubber can be obtained in a state where a polymer having a hydroxyl group at the end, a polymer having a vinyl group at the end and a polymerization initiator (the combination of these is divided into two or three liquids) ) To cause a crosslinking reaction.
架橋前のシリコーンゴムとしては、シリコーンのみを重合させたものであってもよく、シリコーンと有機モノマーとを重合させた変性シリコーンゴムを用いてもよい。例えば、エチレンプロピレンゴムをシリコーン変性したゴムであってもよい。 As the silicone rubber before crosslinking, only silicone may be polymerized, or modified silicone rubber obtained by polymerizing silicone and an organic monomer may be used. For example, rubber obtained by modifying ethylene propylene rubber with silicone may be used.
架橋シリコーンゴム2’としては、例えば、架橋オルガノポリシロキサン、架橋オルガノハイドロジェンポリシロキサン等が挙げられ、架橋ポリジメチルシロキサンが好ましい。 Examples of the crosslinked silicone rubber 2 'include a crosslinked organopolysiloxane and a crosslinked organohydrogenpolysiloxane, and a crosslinked polydimethylsiloxane is preferred.
架橋シリコーンゴム2’からなる凹パターン部2は、ヒドロキシ基以外の親水性官能基を凹パターン部の表面に設けるような親液性処理を行ってもよい。
The
本実施形態において、凸パターン部3と凹パターン部2との高低差(つまり凸パターン部3の厚み)は、0.5μm以上である。凸パターン部3と凹パターン部2との高低差が0.5μm以上であることにより、インクが凹パターン部2に入り込み高解像度の印刷を行うことができる。
In the present embodiment, the height difference between the
またインク転写率の観点からすると、凹パターン部2に隣り合う凸パターン部3の側端部は50°以下の順テーパが形成されていることが好ましく、25°以下であることがより好ましい。凸パターン部3と凹パターン部2との高低差は100μm以下であることが好ましく、10μm以下であることがより好ましい。本実施形態において、凸パターン部3と凹パターン部2との高低差は、以下で述べる実施例に記載の方法により測定することができる。
From the viewpoint of the ink transfer rate, the side end of the
本実施形態において、凸パターン部3の溶媒に対する後退接触角は高い方が好ましく、40°以上であることが好ましい。後退接触角は、例えば図2に記載の滑落法によって測定される。滑落法は試料6(本実施形態における、印刷用版材の凸パターン部または凹パターン部に相当する)の表面に液滴5(本実施形態における、インクに用いられる溶媒に相当する)を着滴させた後、液滴5の載った試料6を傾斜させ、液滴5が動き始めた時の試料の角度8を測定する方法である。液滴5が動き始めた時の、試料6の水平面に対する角度8を滑落角といい、これが大きいほど液滴5が試料6の表面に強く付着していると言える。また、液滴5が動き始めた時の、液滴5の後部と、試料6の表面とがなす角度(図2の7)を後退接触角という。印刷用版材においては、凸パターン部から凹パターン部にインクが滑り落ちることが望ましいため、凸パターン部にインクが残りにくくなるためには後退接触角が大きいことが望ましく、印刷用版材において後退接触角は重要なパラメータであるといえる。
In the present embodiment, the receding contact angle of the
また一般に、水平状態の試料6の表面に液滴5を着滴させた時に、液滴5と試料6の表面とがなす角度を、接触角(または静的接触角)と呼ぶ。本実施形態においても、水平状態の試料6の表面と液滴5とがなす角度のことを、接触角と呼ぶ。凸パターン部の溶媒に対する接触角と、凹パターン部の溶媒に対する接触角との差は、大きいほど好ましいが、20°以上であることが好ましく、30°以上であることがより好ましく、40°以上であることがさらに好ましく、50°以上であることがよりさらに好ましい。 In general, an angle formed between the droplet 5 and the surface of the sample 6 when the droplet 5 is deposited on the surface of the sample 6 in a horizontal state is called a contact angle (or static contact angle). Also in this embodiment, the angle formed by the surface of the sample 6 in the horizontal state and the droplet 5 is referred to as a contact angle. The difference between the contact angle of the convex pattern portion with respect to the solvent and the contact angle of the concave pattern portion with respect to the solvent is preferably as large as possible, but is preferably 20 ° or more, more preferably 30 ° or more, and 40 ° or more. More preferably, it is more preferably 50 ° or more.
凸パターン部の溶媒に対する接触角と、凹パターン部の溶媒に対する接触角との差は、(凸パターン部の溶媒に対する接触角)−(凹パターン部の溶媒に対する接触角)
として求められる。
The difference between the contact angle of the convex pattern portion with respect to the solvent and the contact angle of the concave pattern portion with respect to the solvent is (contact angle with respect to the solvent of the convex pattern portion) − (contact angle with respect to the solvent of the concave pattern portion).
As required.
凹パターン部及び凸パターン部の接触角は、溶媒に対する値として求められるが、溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、トリメチルペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、ドデシルベンゼン、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、デカノール、シクロヘキサノール、ジメチコン、及びテルピネオールから選択される1種以上が好適に使用される。すなわち、凸パターン部の溶媒に対する接触角と、凹パターン部の溶媒に対する接触角との差は、前述の溶媒のうち少なくとも1種において、かつ、同一の溶媒において、20°以上であればよい。 The contact angle of the concave pattern portion and the convex pattern portion is determined as a value with respect to the solvent. Examples of the solvent include hexane, heptane, octane, decane, undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, trimethylpentane, cyclohexane, cycloheptane, and cyclooctane. , Benzene, toluene, xylene, trimethylbenzene, dodecylbenzene, hexanol, heptanol, octanol, decanol, cyclohexanol, dimethicone and terpineol are preferably used. That is, the difference between the contact angle of the convex pattern portion with respect to the solvent and the contact angle of the concave pattern portion with respect to the solvent may be 20 ° or more in at least one of the aforementioned solvents and in the same solvent.
ここで、溶媒とは、インクに含まれる溶媒であることが好ましく、前述の各溶媒の混合溶媒であってもよい。凸パターン部と凹パターン部との溶媒に対する接触角の差が20°以上であることにより、凸パターン部と凹パターン部との間に撥液性の差が生じ、インクが凹パターン部に入り込みやすくなり好適である。 Here, the solvent is preferably a solvent contained in the ink, and may be a mixed solvent of the above-described solvents. The difference in the contact angle with respect to the solvent between the convex pattern portion and the concave pattern portion is 20 ° or more, thereby causing a difference in liquid repellency between the convex pattern portion and the concave pattern portion, so that the ink enters the concave pattern portion. It becomes easy and is suitable.
本実施形態においては、凹パターン部2が低接触角を有し、凸パターン部3が高接触角を有することにより、接触角の差により凹パターン部2と凸パターン部3の間で撥液性の差が生じ、印刷用版材へのインキングの際に、凹パターン部2でインクが濡れ広がり、凸パターン部3ではインクをはじくことで、凸パターン部3から凹パターン部2へインクの流動が起こり、インクが凹パターン部2に入り込みやすくなる。これにより、凹パターン部2のみにインキングが可能となり、高解像度の印刷プロセスが実現可能となる。
In the present embodiment, the
凸パターン部3は高接触角であって、好ましくは60°以上であり、凹パターン部2は低接触角であって、インク転写性の観点から、好ましくは10°以上40°以下である。なお、接触角の差が大きくなるほど、凸パターン部3と凹パターン部2との高低差が小さく、パターン線幅が小さくとも、パターンに対するインクの入り込みに優れる。
The
本実施形態において、接触角の測定は、凸パターン部3と凹パターン部2それぞれ同一の溶媒に対する接触角を測定し、その差を計算することにより、凸パターン部3と凹パターン部2との接触角の差を測定することができる。具体的には、接触角計を用いることにより、凸パターン部3と凹パターン部2との溶媒に対する接触角の差を測定することができる。
In the present embodiment, the contact angle is measured by measuring the contact angles of the
印刷用版材における印刷面の形状は、特に限定されるものではないが、平面、円筒面等が挙げられ、印刷効率の観点で、略円筒面であることが好ましい。本実施形態において、略円筒とは、円筒の一部に対して、印刷用版材を取り付けられた状態であり、形状として円筒状形態を有していることを意味する。すなわち、円筒にほぼ1周分取り付けた円筒版に対し、ほぼ一周分となる円筒版のうち、その一部の形状となる印刷用版材を有している版を意味する。 The shape of the printing surface in the printing plate material is not particularly limited, and examples thereof include a flat surface and a cylindrical surface. From the viewpoint of printing efficiency, a substantially cylindrical surface is preferable. In the present embodiment, the “substantially cylindrical” means that a printing plate material is attached to a part of the cylinder and has a cylindrical shape as a shape. That is, it means a plate having a printing plate material that is a part of a cylindrical plate that is approximately one round of the cylindrical plate that is attached to the cylinder for approximately one round.
本実施形態の印刷方法は、本実施形態の印刷用版材に、溶媒を含むインクを塗布する工程を含む。本実施形態の印刷用版材を用いて印刷を行う際の溶媒を含むインクとしては、有機溶媒を含むインクである。 The printing method of the present embodiment includes a step of applying an ink containing a solvent to the printing plate material of the present embodiment. The ink containing a solvent when printing using the printing plate material of the present embodiment is an ink containing an organic solvent.
インクに用いられる有機溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、トリメチルペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、ドデシルベンゼン、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、デカノール、シクロヘキサノール、ジメチコン、及びテルピネオールから選択される1種以上が好適に使用され、無極性有機溶媒を用いることが好適であり、具体的には、テトラデカンが好適に用いられる。 Examples of the organic solvent used for the ink include hexane, heptane, octane, decane, undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, trimethylpentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, benzene, toluene, xylene, trimethylbenzene, dodecylbenzene, hexanol, One or more selected from heptanol, octanol, decanol, cyclohexanol, dimethicone, and terpineol are preferably used, and a nonpolar organic solvent is preferably used. Specifically, tetradecane is preferably used.
本実施形態の印刷方法においては、凸パターン部3の該有機溶媒に対する接触角と、凹パターン部2の該有機溶媒に対する接触角との差が20°以上である印刷用版材を用いて印刷することが好適である。
In the printing method of the present embodiment, printing is performed using a printing plate material in which the difference between the contact angle of the
本実施形態における印刷面として、フッ素系コーティング処理を施されたフォトレジストからなる凸パターン部と架橋シリコーンゴムからなる凹パターン部とを含む印刷用版材の製造方法は、以下のとおりである。 A method for producing a printing plate material including a convex pattern portion made of a photoresist subjected to a fluorine-based coating treatment and a concave pattern portion made of a crosslinked silicone rubber as a printing surface in the present embodiment is as follows.
当該印刷用版材の製造方法は、
1.基材に架橋シリコーンゴムからなるゴム層を形成する第一の製膜工程、
2.該ゴム層にフォトレジストからなるレジスト層を形成する第二の製膜工程、
3.該レジスト層をパターン露光する露光工程、
4.未硬化状態のフォトレジストを除去し凹凸構造を形成する現像工程、及び
5.前記レジスト層をフッ素系コーティング処理するレジスト表面処理工程、
を含む。
The method for producing the printing plate material is as follows:
1. A first film forming step of forming a rubber layer made of a crosslinked silicone rubber on a substrate;
2. A second film forming step of forming a resist layer made of a photoresist on the rubber layer;
3. An exposure step of pattern exposing the resist layer;
4). A development step of removing the uncured photoresist to form a concavo-convex structure; and
5. A resist surface treatment step of treating the resist layer with a fluorine coating;
including.
また、本実施形態の印刷用版材の製造方法は、上記1の第一の製膜工程と上記2の第二の製膜工程との間に、前記ゴム層をフッ素系ガスプラズマ処理するゴム表面処理工程を有していてもよい。また、上記5で行われるフッ素系コーティング処理の前に、シランカップリング剤によるプライマー処理を行ってもよい。
Further, the printing plate material manufacturing method of the present embodiment is a rubber in which the rubber layer is treated with a fluorine-based gas plasma between the first
印刷用版材の基材に対して、架橋シリコーンゴムを積層して成形することにより、架橋シリコーンゴムの層を得ることができる。架橋シリコーンゴムの基材への成形方法は、平板状の層とすることができるのであれば特に限定されるものではないが、スピンコート、射出成形等により行うことができる。 A layer of crosslinked silicone rubber can be obtained by laminating and molding a crosslinked silicone rubber on the base material of the printing plate material. The method of forming the crosslinked silicone rubber on the substrate is not particularly limited as long as it can be a flat layer, but can be performed by spin coating, injection molding, or the like.
次いで、スピンコート法等により、架橋シリコーンゴム層の全面にフォトレジストを積層させる。ポジ型レジストの場合には、フォトレジストを積層させた後、プリベーク(半硬化)、凹パターン部となる除去部に露光、現像して露光部のフォトレジストを除去、洗浄することにより、印刷パターンを形成することができる。また、ネガ型レジストの場合には、フォトレジストを積層させた後、凸パターン部となる非除去部を露光して硬化、現像して凹パターン部となる非露光部を除去、洗浄することにより、印刷パターンを形成することができる。 Next, a photoresist is laminated on the entire surface of the crosslinked silicone rubber layer by spin coating or the like. In the case of a positive resist, after the photoresist is laminated, the printed pattern is obtained by prebaking (semi-curing), exposing and developing the removed portion that becomes the concave pattern portion, and removing and washing the photoresist in the exposed portion. Can be formed. In the case of a negative resist, after laminating a photoresist, the non-removed portion that becomes the convex pattern portion is exposed to be cured and developed to remove and wash the non-exposed portion that becomes the concave pattern portion. A printing pattern can be formed.
また、ゴム表面処理工程(ゴム層のフッ素系ガスプラズマ処理)を行う場合、フッ素系ガスプラズマ処理に用いられるフッ素系ガスの種類は、特定のものに限定されるものではないが、例えば、CF4、C2F6、及びC3F8等のフッ化炭化水素ガスを用いることができる。
Further, when the rubber surface treatment step (fluorine gas plasma treatment of the rubber layer) is performed, the type of fluorine gas used for the fluorine gas plasma treatment is not limited to a specific one, but for example, CF4 Fluorinated hydrocarbon gases such as C 2 F 6 and C 3
本実施形態に係る印刷用版材の具体的な製造方法は、たとえば以下の手順からなる。 A specific method for manufacturing a printing plate material according to this embodiment includes, for example, the following procedure.
1.印刷用版材の基材となるアルミ板等の金属板やPET板等のプラスチック板に対して、架橋シリコーンゴムをスピンコート法によって製膜する。
2.基材上の架橋シリコーンゴム層に対して、フォトレジストを積層するための前処理として、フッ素系ガスプラズマ処理を施す。架橋シリコーンゴム層に対して、フッ素系ガスプラズマ処理を施すことにより、凹パターン部としての架橋シリコーンゴム層に対して、フォトレジストを均一に積層することができる。フッ素系ガスプラズマ処理は、フッ素系ガス流量、高周波出力、処理時間を適宜制御することにより行うことができる。例えば、フッ素系ガス流量100ml/min、高周波出力200W、処理時間1minの条件で行うことができる。
3.架橋シリコーンゴム層の上にフォトレジストをスピンコート法によって製膜する。
4.フォトレジストを、例えば、プリベーク温度範囲を100℃以上120℃以下、ベーク時間を2min以上30min以下の条件で、プリベークする。
5.印刷パターン部に対して、365nmを含む波長帯のUV光を用いて、UV照射する。
6.現像・リンスすることで露光部のフォトレジストを除去し、凹凸パターン構造を形成する。現像液としては、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液等を用いることができ、現像時間は、例えば、0.1min以上2min以下で好適に行うことができる。リンス液としては、純水等を用いることができ、リンス時間は、例えば、0.5min以上1min以下で好適に行うことができる。
7.フォトレジストを、例えば、150℃、ベーク時間を20minの条件で、ポストベークする。
8.ポストベーク後に、フッ素系コーティング処理を施す。フッ素系コーティング処理を行うことで、フォトレジストからなる凸パターン部が撥液化し、凸パターン部と凹パターン部との接触角の差が20°以上であることにより、凸パターン部と凹パターン部との間に撥液性の差を生み出すことができる。フッ素系コーティング処理は、凸パターン部フォトレジストのヒドロキシ基とフッ素系コーティング剤またはプライマー剤とのシランカップリング反応により行うことができる。フッ素系コーティング処理の前に、シランカップリング剤によるプライマー処理を行ってもよい。
1. A cross-linked silicone rubber is formed by spin coating on a metal plate such as an aluminum plate or a plastic plate such as a PET plate, which is a base material for a printing plate.
2. As a pretreatment for laminating a photoresist, a fluorine-based gas plasma treatment is performed on the crosslinked silicone rubber layer on the substrate. By subjecting the crosslinked silicone rubber layer to a fluorine-based gas plasma treatment, a photoresist can be uniformly laminated on the crosslinked silicone rubber layer as the concave pattern portion. The fluorine-based gas plasma treatment can be performed by appropriately controlling the fluorine-based gas flow rate, high-frequency output, and treatment time. For example, it can be performed under the conditions of a fluorine-based gas flow rate of 100 ml / min, a high-frequency output of 200 W, and a processing time of 1 min.
3. A photoresist is formed on the crosslinked silicone rubber layer by spin coating.
4). For example, the photoresist is pre-baked under the conditions of a pre-baking temperature range of 100 ° C. to 120 ° C. and a baking time of 2 minutes to 30 minutes.
5. The printed pattern portion is irradiated with UV light using UV light in a wavelength band including 365 nm.
6). By developing and rinsing, the photoresist in the exposed area is removed to form a concavo-convex pattern structure. As the developer, for example, a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution or the like can be used, and the development time can be suitably performed, for example, in the range of 0.1 min to 2 min. As the rinsing liquid, pure water or the like can be used, and the rinsing time can be suitably performed, for example, at 0.5 min or more and 1 min or less.
7). For example, the photoresist is post-baked under the conditions of 150 ° C. and baking time of 20 minutes.
8). After post-baking, a fluorine-based coating treatment is performed. By performing the fluorine-based coating treatment, the convex pattern portion made of photoresist becomes liquid repellent, and the difference in contact angle between the convex pattern portion and the concave pattern portion is 20 ° or more, so that the convex pattern portion and the concave pattern portion A difference in liquid repellency can be created. The fluorine-based coating treatment can be performed by a silane coupling reaction between the hydroxy group of the convex pattern portion photoresist and the fluorine-based coating agent or primer agent. Primer treatment with a silane coupling agent may be performed before the fluorine-based coating treatment.
以下、本発明を、実施例と比較例を挙げて説明するが、本実施形態は、以下の実施例に限定されるものではない。実施例及び比較例における印刷用版材の評価方法は以下のとおりである。 Hereinafter, although an example and a comparative example are given and the present invention is explained, this embodiment is not limited to the following examples. Evaluation methods for printing plate materials in Examples and Comparative Examples are as follows.
[実施例]
<印刷用版材の製造>
以下の各工程を行って、実施例に係る印刷用版材を製造した。
1. 印刷用版材の基材として0.3mm厚のアルミ板に対して、ポリジメチルシロキサン(信越化学社製X−32−3279A/B、液混合により架橋反応して架橋ポリジメチルシロキサンとなる。以下、実施例の項において、該架橋ポリジメチルシロキサンを「PDMS」と記載する。)をスピンコータ(ミカサ社製MS−A150)を用いたスピンコート法によって製膜した。
2. 製膜後のPDMSに対してヤマト科学社製MPC−5000Sを用い、CF4ガス流量100mL/分、高周波出力200W、1分間処理して、CF4プラズマ処理を行った。
3. CF4プラズマ後のPDMS上にフォトレジスト(東京応化工業社製OFPR−800LB)を、スピンコータ(ミカサ社製MS−A150)を用いたスピンコート法によって製膜した。フォトレジストの膜厚は、スピンコータの回転数を変化させることにより調整した。
4. フォトレジストをオーブン(エスペック社製クリーンオーブンPVHC−212)を用いて、110℃で15分間プリベークした。
5. 印刷パターン部に対してUV光(日立ハイテク社製ME1000−RD1E、波長365nmのUVを500mJ/cm2)を照射した。
6. 2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液を現像液として用いて、10秒間浸漬搖動することにより現像処理を行い、次いで、純水をリンス液として用いて、30秒間浸漬搖動することによりリンス処理を行って、露光部のレジストを除去し、凹凸構造を形成した。
7. フォトレジストをオーブン(エスペック社製クリーンオーブンPVHC−212)を用いて、150℃で20分間ポストベークした。
8. 版に対して、プライマー剤(ハーベス製DS−PC−3B)を、スピンコータ(ミカサ社製MS−A150)を用いたスピンコート法によって塗布し、ホットプレート上で飽和水蒸気下、80℃で30分間加熱した。
9. 版に対して、フッ素系コーティング剤(ハーベス製DS−5210−TH)を、スピンコータ(ミカサ社製MS−A150)を用いたスピンコート法によって塗布し、ホットプレート上で、120℃で20分間加熱した。次いで、リンス剤(ハーベス製DS−TH)で、スピンコータ(ミカサ社製MS−A150)を用いて2回スピン洗浄し、2−プロパノールで1回スピン洗浄して、印刷用版材を得た。
ここで、フッ素系コーティング処理により、凸パターン部のテトラデカンに対する接触角は20°から60°に増加した。
[Example]
<Manufacture of printing plate>
The printing plate material according to the example was manufactured by performing the following steps.
1. Polydimethylsiloxane (X-32-3279A / B manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., a cross-linking reaction by liquid mixing with an aluminum plate having a thickness of 0.3 mm as the base material of the printing plate material is converted to cross-linked polydimethylsiloxane. In the section of Examples, the crosslinked polydimethylsiloxane is described as “PDMS”.) Was formed by a spin coat method using a spin coater (MS-A150 manufactured by Mikasa).
2. PDMS using MPC-5000S manufactured by Yamato Scientific Co. respect after film, CF 4 gas flow rate of 100 mL / min and treated
3. A photoresist (OFPR-800LB, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was formed on PDMS after CF 4 plasma by spin coating using a spin coater (MS-A150 manufactured by Mikasa). The film thickness of the photoresist was adjusted by changing the rotation speed of the spin coater.
4). The photoresist was pre-baked at 110 ° C. for 15 minutes using an oven (Espec Corp. clean oven PVHC-212).
5. The printed pattern part was irradiated with UV light (ME1000-RD1E manufactured by Hitachi High-Tech Co., Ltd., UV having a wavelength of 365 nm of 500 mJ / cm 2 ).
6). 2. Using a 38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) as a developer, developing by immersing and shaking for 10 seconds, and then immersing and shaking for 30 seconds using pure water as a rinse solution A rinsing process was performed to remove the resist in the exposed portion, thereby forming a concavo-convex structure.
7). The photoresist was post-baked at 150 ° C. for 20 minutes using an oven (Espec Corp. clean oven PVHC-212).
8). A primer agent (DS-PC-3B manufactured by Harves) was applied to the plate by a spin coating method using a spin coater (MS-A150 manufactured by Mikasa Co., Ltd.), and saturated water vapor on a hot plate at 80 ° C. for 30 minutes. Heated.
9. A fluorine-based coating agent (DS-5210-TH made by Harves) was applied to the plate by a spin coat method using a spin coater (MS-A150 made by Mikasa) and heated at 120 ° C. for 20 minutes on a hot plate. did. Subsequently, it was spin-washed twice using a spin coater (MS-A150 manufactured by Mikasa Co., Ltd.) with a rinse agent (Haves DS-TH), and then spin-washed once with 2-propanol to obtain a printing plate material.
Here, the contact angle of the convex pattern portion with respect to tetradecane increased from 20 ° to 60 ° by the fluorine-based coating treatment.
得られた印刷用版材を用いて、インクの入り込みを評価した。実施例の印刷用版材を用いた場合、凹パターン部の線幅が20μmの場合も、凹パターン部のみにインクが入り込み、凸パターン部にインクの打滴痕(円形)が全く観察されなかった。 Ink penetration was evaluated using the obtained printing plate material. When the printing plate material of Example is used, even when the line width of the concave pattern portion is 20 μm, the ink enters only the concave pattern portion, and no ink drop mark (circular shape) is observed in the convex pattern portion. It was.
[比較例]
<印刷用版材の製造>
また、上で述べた実施例に係る印刷用版材との比較を行うため、以下の各工程を行うことで比較例に係る印刷用版材を製造した。上で述べた実施例に係る印刷用版材と、比較例に係る印刷用版材との主な違いは、比較例に係る印刷用版材では凸パターン部にフッ素系コーティング処理が施されていない点である。
[Comparative example]
<Manufacture of printing plate>
Moreover, in order to compare with the printing plate material which concerns on the Example described above, the printing plate material which concerns on a comparative example was manufactured by performing the following each process. The main difference between the printing plate material according to the embodiment described above and the printing plate material according to the comparative example is that the convex printing portion is subjected to a fluorine-based coating treatment in the printing plate material according to the comparative example. There is no point.
1. 印刷用版材の基材として0.3mm厚のアルミ板に対して、上の実施例に記載のPDMSを製膜した。
2. 製膜後のPDMSに対してヤマト科学社製MPC−5000Sを用い、酸素ガス流量100mL/分、高周波出力200W、4分間処理して、酸素プラズマ処理を行った。
3. 酸素プラズマ後のPDMS上にフォトレジスト(東京応化工業社製OFPR−800LB)を、スピンコータ(ミカサ社製MS−A150)を用いたスピンコート法によって製膜した。フォトレジストの膜厚は、スピンコータの回転数を変化させることにより調整した。
4. フォトレジストをオーブン(エスペック社製クリーンオーブンPVHC−212)を用いて、110℃で15分間プリベークした。
5. 印刷パターン部に対してUV光(日立ハイテク社製ME1000−RD1E、波長365nmのUVを500mJ/cm2)を照射した。
6. 2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液を現像液として用いて、10秒間浸漬搖動することにより現像処理を行い、次いで、純水をリンス液として用いて、30秒間浸漬搖動することによりリンス処理を行って、露光部のレジストを除去し、凹凸構造を形成した。
7. フォトレジストをオーブン(エスペック社製クリーンオーブンPVHC−212)を用いて、150℃で20分間ポストベークすることで、印刷用版材を得た。
1. The PDMS described in the above example was formed on an aluminum plate having a thickness of 0.3 mm as a base material for printing plate material.
2. Oxygen plasma treatment was performed on the PDMS after film formation by using MPC-5000S manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd., using an oxygen gas flow rate of 100 mL / min and a high-frequency output of 200 W for 4 minutes.
3. A photoresist (OFPR-800LB manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was formed on PDMS after oxygen plasma by spin coating using a spin coater (MS-A150 manufactured by Mikasa Co., Ltd.). The film thickness of the photoresist was adjusted by changing the rotation speed of the spin coater.
4). The photoresist was pre-baked at 110 ° C. for 15 minutes using an oven (Espec Corp. clean oven PVHC-212).
5. The printed pattern part was irradiated with UV light (ME1000-RD1E manufactured by Hitachi High-Tech Co., Ltd., UV having a wavelength of 365 nm of 500 mJ / cm 2 ).
6). 2. Using a 38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) as a developer, developing by immersing and shaking for 10 seconds, and then immersing and shaking for 30 seconds using pure water as a rinse solution A rinsing process was performed to remove the resist in the exposed portion, thereby forming a concavo-convex structure.
7). The photoresist was post-baked at 150 ° C. for 20 minutes using an oven (clean spec PVHC-212 manufactured by Espec Corp.) to obtain a printing plate material.
<印刷用版材を用いた印刷方法>
以下の各工程を行って、印刷を行った。
1.実施例及び比較例にて作製した印刷用版材に対して、インクとして、ULVAC社製L−Ag1TeHを用い、1滴1pL(液滴径約13μm)のインクジェットを用いてインキングした。
2、インキング後、版上で数分インクを乾燥させた。ここで、インクの入り込みを評価した。
3、版に対してPENフィルム(帝人社製Q65HA)を、ローラを用いて押付けた。押しつけの線圧は98N/m、押しつけ時間は3秒であった。
4、版からフィルムを離すことで、インクが転写された。
<Printing method using printing plate>
Printing was performed by performing the following steps.
1. The printing plate materials produced in the examples and comparative examples were inked using L-Ag1TeH manufactured by ULVAC as an ink and using an ink jet of 1 pL per droplet (droplet diameter of about 13 μm).
2. After inking, the ink was dried on the plate for several minutes. Here, the ink penetration was evaluated.
3. A PEN film (Q65HA manufactured by Teijin Ltd.) was pressed against the plate using a roller. The pressing linear pressure was 98 N / m, and the pressing time was 3 seconds.
4. The ink was transferred by releasing the film from the plate.
上で述べた方法により作成された、実施例に係る印刷用版材と比較例に係る印刷用版材を用いて、凸パターン部と凹パターン部との高低差、接触角、転写率等の測定を行った。測定方法は以下の通りである。 Using the printing plate material according to the example and the printing plate material according to the comparative example created by the method described above, the height difference between the convex pattern portion and the concave pattern portion, the contact angle, the transfer rate, etc. Measurements were made. The measuring method is as follows.
<凸パターン部と凹パターン部との高低差の測定>
非接触式表面形状測定装置として、共焦点レーザー顕微鏡(レーザーテック製 OPTELICS H1200)を用いて段差測定を行った。
<Measurement of height difference between convex pattern part and concave pattern part>
As a non-contact type surface shape measuring apparatus, a step measurement was performed using a confocal laser microscope (OPTELICS H1200 manufactured by Lasertec).
<接触角の測定>
接触角計(協和界面科学製 DM−701)を用いて、後述するインク溶媒であるテトラデカンに対する接触角測定を行った。
<Measurement of contact angle>
Using a contact angle meter (DM-701, manufactured by Kyowa Interface Science), a contact angle measurement with respect to tetradecane, which is an ink solvent described later, was performed.
<転写率の測定>
図3の通り、転写前後の版パターン部分の断面積から、以下の計算式に基づいて転写率T1を算出した。
T1(%)=S1/S0×100
<Measurement of transfer rate>
As Figure 3, from the cross-sectional area of the plate pattern portion before and after the transfer was calculated transfer rate T 1 based on the following equation.
T1 (%) = S1 / S0 × 100
ここで、図3に示されているように、S0は転写前の印刷用版材の凹パターン部の断面積を意味し、S1は転写後の印刷用版材の凹パターン部のうち、インクの残っていない部分の断面積を意味する。印刷用版材にインクが残ることなくフィルムにインクが全て転写されると100%となる。 Here, as shown in FIG. 3, S 0 means the cross-sectional area of the concave pattern portion of the printing plate material before transfer, and S 1 is the concave pattern portion of the printing plate material after transfer. Means the cross-sectional area of the portion where no ink remains. If all the ink is transferred to the film without ink remaining on the printing plate material, it becomes 100%.
<インク入り込みの測定>
以下の各工程を行って、インク入り込みを評価した。
1.インクジェットプリンター(富士フイルムグローバルグラフィックシステムズ社製DMP3000)を用いて、印刷用版材の凹パターン部周辺にインク(アルバック社製L−Ag1TeH、インク溶媒はテトラデカン)を1滴を1pLとして打滴した。
2.打滴後の版をカメラで観察した。
3.凸パターン部にインクの打滴痕(円形)が観察される場合には、入り込みが不十分であるとして×とし、凹パターン部のみにインクが入り込み、凸パターン部にインクの打滴痕(円形)が全く観察されない場合を○とした。
<Measurement of ink penetration>
The following steps were performed to evaluate ink penetration.
1. Using an inkjet printer (DMP3000 manufactured by FUJIFILM Global Graphic Systems Co., Ltd.), 1 pL of ink (L-Ag1TeH manufactured by ULVAC, Inc., the ink solvent was tetradecane) was applied to the periphery of the concave pattern portion of the printing plate as 1 pL.
2. The plate after droplet ejection was observed with a camera.
3. When an ink droplet trace (circular) is observed in the convex pattern portion, X is assumed to be insufficient, and ink enters only the concave pattern portion, and ink droplet trace (circular shape) enters the convex pattern portion. ) Is not observed at all.
以下の表1、表2、表3に、測定結果を示す。表1は実施例に係る印刷用版材を用いて計測された、滑落角、接触角(静的接触角)、後退接触角を表している。表2は比較例に係る印刷用版材を用いて計測された、滑落角、接触角、後退接触角を表している。表3は、実施例及び比較例に係る印刷用版材のそれぞれについて計測された、凸パターン部と凹パターン部の高低差、そして転写率を表している。なお表1、表2のカラム「接触角の差」は、凸パターン部の溶媒に対する接触角と、凹パターン部の溶媒に対する接触角との差を表している。 The measurement results are shown in Table 1, Table 2, and Table 3 below. Table 1 shows the sliding angle, contact angle (static contact angle), and receding contact angle, measured using the printing plate material according to the example. Table 2 shows the sliding angle, contact angle, and receding contact angle measured using the printing plate according to the comparative example. Table 3 shows the height difference between the convex pattern portion and the concave pattern portion and the transfer rate measured for each of the printing plate materials according to the example and the comparative example. The column “contact angle difference” in Tables 1 and 2 represents the difference between the contact angle of the convex pattern portion with respect to the solvent and the contact angle of the concave pattern portion with respect to the solvent.
前記表1に示されているように、実施例に係る印刷用版材では、凸パターン部のテトラデカンに対する後退接触角が40°以上であり、凸パターン部と凹パターン部とのテトラデカンに対する接触角の差が20°以上あることが判った。 As shown in Table 1, in the printing plate material according to the example, the receding contact angle with respect to tetradecane of the convex pattern portion is 40 ° or more, and the contact angle with respect to tetradecane between the convex pattern portion and the concave pattern portion. It was found that there was a difference of 20 ° or more.
前記表3に示されているように、実施例に係る印刷用版材では凸パターン部と凹パターン部の高低差が0.5μm以上あることが判った。また、比較例に係る印刷用版材では親撥制御を行っていないために、転写後の印刷用版材にインクが付着して残っているのに対し、実施例に係る印刷用版材では転写後のインク残りがほとんどなく、印刷用版材として好ましい性質を有していることが判った。 As shown in Table 3, it was found that the printing plate material according to the example had a height difference of 0.5 μm or more between the convex pattern portion and the concave pattern portion. In addition, since the printing plate material according to the comparative example does not perform the repellent control, the ink remains on the printing plate material after transfer, whereas the printing plate material according to the example It was found that there was almost no ink remaining after the transfer, and it had favorable properties as a printing plate material.
1: 印刷用版材
2: 凹パターン部
2’: 架橋シリコーンゴム
3: 凸パターン部
3−1: フォトレジスト層
3−2: フッ素系コーティング層
1: Printing plate material
2: Concave pattern
2 ′: Cross-linked silicone rubber 3: Convex pattern portion 3-1: Photoresist layer 3-2: Fluorine-based coating layer
Claims (12)
を有する、印刷用版材。 On the printed surface, a convex pattern portion made of a photoresist subjected to a fluorine-based coating treatment, and a concave pattern portion made of a crosslinked silicone rubber,
A printing plate material.
前記ゴム層にフォトレジストからなるレジスト層を形成する第二の製膜工程、
前記レジスト層をパターン露光する露光工程、
前記レジスト層から未硬化状態のフォトレジストを除去し、凹凸構造を形成する現像工程、及び
前記レジスト層をフッ素系コーティング処理するレジスト表面処理工程、
を含む、印刷用版材の製造方法。 A first film forming step of forming a rubber layer made of a crosslinked silicone rubber on a substrate;
A second film forming step of forming a resist layer made of a photoresist on the rubber layer;
An exposure step of pattern exposing the resist layer;
A development step of removing uncured photoresist from the resist layer to form a concavo-convex structure; and a resist surface treatment step of subjecting the resist layer to a fluorine coating treatment;
A method for producing a printing plate material.
請求項10に記載の印刷用版材の製造方法。 A rubber surface treatment step of performing fluorine gas plasma treatment on the rubber layer between the first film formation step and the second film formation step;
The manufacturing method of the printing plate material of Claim 10.
請求項10または11に記載の印刷用版材の製造方法。 Before the resist surface treatment step, a primer treatment step with a silane coupling agent of the resist layer is performed.
The manufacturing method of the printing plate material of Claim 10 or 11.
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