JP4749063B2 - レーザー彫刻用スリーブ印刷原版の製造方法及びレーザー彫刻用スリーブ印刷原版の製造装置 - Google Patents
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Description
このフレキソ印刷に用いられる印刷版は、一般的に感光性樹脂が用いられることが多く、液状の樹脂、或いはシート状に成型された固体樹脂版があり、液状或いは固体版専用の製版装置を使用し、ネガフィルムを介してレリーフ画像が形成された感光性樹脂凸版印刷版が得られ、印刷機の版胴に直接貼り込むか、或いは一旦キャリアシートや印刷用スリーブに貼り込み、そのキャリアシートや印刷用スリーブを版胴に装着して印刷する。
スリーブ上に印刷版を設ける方法として、溶剤で希釈した液状感光材樹脂を用いた継ぎ目なしの連続印刷パターンが印刷可能な版材を製造する方法が知られている(特許文献3)。この特許文献3では、エンドレス状の素材を回転させ、当該回転表面に液状感光性樹脂を供給し、ドクターブレードで平滑化する製造方法を提示している。
また、液状感光性樹脂の代わりに、感光性樹脂固体版を応用した数多くのスリーブ印刷原版の製造方法及び装置も数多く提案されている。
例えば、特許文献5では、複数枚の熱可塑性感光性フィルムをシリンダに重ね合わせて巻き付け、加圧・加熱にて得られた一体化した感光性フィルムを正確な寸法にした後、機械的な圧縮、研削或いは研磨による整形処理を施し、カレンダー仕上げする製造方法を提示している。
また、液状感光性樹脂を用いた継ぎ目なしの連続印刷パターンが印刷可能な版材を製造する方法も、本出願人による出願にて知られている(特許文献7及び特許文献8)。
特許文献7では、シリンダを回転させながらシリンダ外周面に液状感光性樹脂を供給する塗布工程、当該塗布された液状樹脂層に活性光線を照射して樹脂硬化層を形成させる露光工程によりシームレス印刷用原版を製造する方法及び製造装置を提示している。
感光性樹脂固体版から継ぎ目なしのフレキソ印刷版を得ようとした場合、一般的に、上記特許文献5及び6のようにシリンダ表面に感光性樹脂固体版を巻き付け、端縁部の突き合わせ接合箇所をカレンダーロール等により加圧・加熱して融着させた後に、版厚均一化と表面平滑化のための研削や研磨工程が行われる。しかし、シリンダ表面に感光性樹脂固体版を巻き付ける作業は、先ずシリンダ外周面に両面粘着テープ或いは両面粘着クッションテープを貼り付け、この後、感光性樹脂固体版をシワや空気溜まり等の欠陥無く綺麗に該テープ粘着層に貼り込まねばならないため非常に煩雑で注意を要する作業であり、作業ミスにより印刷時の版浮きによる印刷不良の原因となっているケースがある。また、加圧・加熱を行うために大がかりな設備と研削や研磨工程等の機械加工を必要とする。
この方法によれば、スリーブの材質や厚みに無関係に任意のスリーブの外周面に感光性樹脂硬化層を形成することができる。
また、本発明の請求項4によるレーザー彫刻用スリーブ印刷原版の製造方法は、請求項2又は3において、前記パートコート工程と前記露光工程との間に、前記スリーブ外周面の塗布液を冷却手段により固化或いは粘性流動を低下させる冷却工程を更に含むことを特徴とする。
この方法によれば、塗布された液状の感光性樹脂層を冷却することにより、感光性樹脂層が固化或いは流動抵抗が増えるため、重力や遠心力による感光性樹脂層の変形や樹脂液が滴り落ちる現象を防止することができる。
この方法によれば、感光性樹脂硬化層の表面を整形するので、高精度な厚みと印刷に好適な表面平滑性を有し、1本のスリーブ印刷原版から複数本のスリーブ印刷原版が容易に製造可能となる。
また、本発明の請求項6によるレーザー彫刻用スリーブ印刷原版の製造方法は、請求項5において、前記整形工程及び前記切断工程の何れかの後に、洗浄手段により前記感光性樹脂硬化層を洗浄する洗浄工程と、乾燥手段により前記感光性樹脂硬化層を乾燥させる乾燥工程とを更に含むことを特徴とする。
この方法によれば、整形工程及び切断工程で感光性樹脂硬化表層に発生する整形屑、切断屑及びゴミを容易に洗い流し、洗浄液が付着した感光性樹脂硬化層を乾燥させることが可能となる。特に、粘着性の強い感光性樹脂表層の場合には、温水洗浄或いはスチーム洗浄が効果的である。
この方法によれば、感光性樹脂硬化層の印刷版としての物性向上及び表面粘着性除去を行うことができる。
この方法によれば、異なる硬化物性を有する多層の感光性樹脂硬化層をパート形成することが可能となり、多様な印刷環境及び品質要求に対応できる。
この方法によれば、多様な印刷環境及び品質要求に対応できる。
この方法によれば、液状感光性樹脂の粘度を、20℃において6Pa・s以上で50kPa・s以下としたので、重力や回転による遠心力などに影響されずに感光性樹脂層の塗布形状を保持することができる。また、露光用の紫外線に、波長域200〜400nmで且つ紫外線強度が10mW/cm2以上のものを用いることによって、印刷適正を向上させた感光性樹脂硬化層を形成することができ、当該感光性樹脂硬化層が波長域0.7〜15マイクロメーターの赤外線レーザーにて彫刻可能となる。このように、高強度な紫外線を照射することによって感光性樹脂硬化層の印刷適正を向上させると、低強度の蛍光灯型紫外線光源と比較して耐ノッチ性が約2倍向上して欠けにくくなると共に、ショアAで約5度硬度が低下してベタのインクの載りが改良される。
この構成によれば、スリーブの回転角度を検出しながら、スリーブの外周面の任意領域に樹脂塗布機構により感光性樹脂を一様厚みにパートコートし、該パートコートされた感光性樹脂層に紫外線を照射することにより、高精度な厚みと、印刷に好適な表面平滑性を有する感光性樹脂硬化層がスリーブ外周面の任意領域にパート形成されたスリーブ印刷原版が容易に製造可能となる。
この構成によれば、スリーブの外周面に塗布された感光性樹脂の厚み変動を矯正しながら、ドクターブレードで掻き落とした樹脂は回収して再利用することができるため、低コストで、高精度な厚みと印刷に好適な表面平滑性を有するスリーブ印刷原版が容易に製造可能となる。
この構成によれば、スリーブの外周面に塗布された液状の感光性樹脂層を強制冷却することが可能となるため、感光性樹脂層を固化或いは粘性流動を低下させ、感光性樹脂硬化層が形成するまでの重力や回転遠心力による変形作用や滴下作用を防止することが可能となる。
この構成によれば、感光性樹脂硬化層の表面を整形することができるので、より高精度の表面厚みと印刷に好適な表面平滑性が得られるし、切断することで、1本のスリーブ印刷原版から複数のスリーブ印刷原版を製造することが可能となり生産効率が向上する。
この構成によれば、前記整形工程及び前記切断工程において発生する粉体状の研削屑、研磨屑や切断屑に洗浄液を吹き付けて感光性樹脂硬化層から洗い流すため、表面が綺麗で乾いた感光性樹脂硬化層を得ることが可能となる。
この構成によれば、レリーフ画像の印刷版としての十分な物性向上及び表面粘着性除去効果を得ることができる。
この構成によれば、物性の異なる複数の感光性樹脂層を積層形成することが可能となるので、多様な印刷環境や印刷品質要求に応えることが可能となる。
また、高精度な刃先を有するドクターブレードで、光硬化前の感光性樹脂塗布液表面をスキージするため、パートコート工程で発生した厚み異常や厚み変動を矯正することが可能となり、掻き落とされた未硬化の感光性樹脂は回収し再利用することで、スリーブ印刷原版の低コスト化や省資源化にも繋がる。
本発明のスリーブ印刷原版の製造方法が容易に実施可能な製造装置を、図面に基づいて言及しながら、本発明のスリーブ印刷原版の製造装置の一実施の形態を説明する。
但し、本発明は、以下の説明及び図1〜図5により理解されるものであるが、本発明の実施の形態が、それらに限定されるものではない。
次に、高強度の紫外線露光により、スリーブの外周面にパートコートされた感光性樹脂層を光硬化させ印刷適正が向上した樹脂硬化層を形成ことで標準的な製造工程は完了するが、印刷環境のニーズに応じては、整形及び切断の一連の機械加工を追加する必要がある。このような機械加工の後には洗浄処理を行うことにより、機械加工で発生する加工屑やゴミを樹脂硬化層から洗い流し、更に樹脂硬化層表面の水分を乾燥させることによって印刷に好適なスリーブ印刷原版を製造するものである。
図5はワーク300の外周面に感光性樹脂硬化層がパート形成された状態を説明するための説明図である。
マンドレル胴体210の外周面には圧気吹き出し孔230備えているため、挿入する物体を圧気で膨張させて容易に挿入することが可能となる。また、外部コンプレッサ(図示なし)から供給される圧気をシリンダの内部に導く圧気供給口220を備えている。
感光性樹脂の供給及び回収手段としては、液状感光性樹脂を収容する樹脂タンク2000と、樹脂タンク2000から液状感光性樹脂を押出機2200に定量注入する圧送ポンプ2100と、注入された液状感光性樹脂をTダイ2800に定量押し出す押出機2200と、押し出された感光性樹脂液の送液方向を制御する三方切替電磁弁2500と、帰還配管2700と、Tダイ2800と、塗布厚みに応じて精密な昇降機能を有する塗布液掻き取り用高精度ドクターブレード3000と、樹脂回収機構3100と、回収された樹脂を送液する圧送ポンプ3200と、回収樹脂タンク3300と、塗布された感光性樹脂層に冷却風を吹き付けるための強制冷却装置3500とを備えている。
パートコートされた感光性樹脂層を露光する手段としては、高強度な紫外線を発生しワーク300の外径に応じて昇降可能な機構4100を有する露光ユニット4000と、ワーク300を連結し所定位置で連続回転させる回転連結機構4300と、搬送コンベア(図示なし)を有するワークストック装置4400とを備えている。また、ワークストック装置4400には、ワーク300のジャーナル240及び250を保持して次工程へ移送するワーク搬送装置4500Aを備えている。
本実施の形態で使用される液状感光性樹脂は、塗布厚みが0.1〜5mmと厚く塗布されるため、重力や回転による遠心力などに影響されず、塗布形状を保持するためには高粘度が必要であることから、20℃において6Pa・s以上で50kPa・s以下が好ましく、より好ましくは100Pa・s以上20kPa・s以下、更に好ましくは200Pa・s以上10kPa・s以下の粘度を有する液体感光性樹脂が好ましい。
プレポリマー:ポリカーボネート系ポリウレタン末端メタクリレート。
モノマー:ベンジルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ブトキシジエチレングリコールモノメタクリレート。
フィラー:珪酸系無機質充填材(球状、多孔質)。
添加剤:2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2,2−メトキシ−2−フェニルアセトフェノン。
印刷用スリーブ100は、厚みが0.1〜数十mmのFRP(Fiber Reinforced Plastic)製、プラスチック製又はニッケル若しくはアルミニウムなどの金属製であり、本製造装置においては、ワーク幅100〜1000mm、外径50〜500mmまで対応可能となっている。
また、印刷用スリーブ100の外周面には、例えば、液状感光性樹脂の光硬化過程で接着力が増強されるような表面処理、或いはスーパーX No.8008(セメダイン社製)のような接着剤の塗布、或いは柔弾性を有するクッションテープの貼り込み、或いは当該テープ最外周面に前記の表面処理が予め施されていることが好ましい。
液状感光性樹脂の供給工程は、樹脂タンク2000に収容されている液状感光性樹脂を圧送ポンプ2100にて押出機2200へと定量送液する。押出機2200以降の液状感光性樹脂の送液方向は三方切替電磁弁2500の制御により決定される。Tダイ2800に向かって液状感光性樹脂を定量押し出したい場合(塗布開始)には三方切替電磁弁2500を送液状態とし、樹脂タンク2000に帰還させる場合(塗布停止)には三方切替電磁弁2500を送液停止状態に切り替えることにより、液状感光性樹脂は帰還配管2700を介して樹脂タンク2000に帰還する。
また、押出機2200に備えられた温調制御機構2300にて感光性樹脂の粘度を下げて押出効率を上げたり、真空脱気方式のベント機構2400により樹脂内部の気泡を除去したりすることが好ましい。
前記パートコート工程或いは回収工程が完了すると、ワーク300は回転を停止して回転連結機構1300から取り外されコンベア機構1200にて露光工程へと搬送される。
また、露光工程終了後の感光性樹脂硬化層の厚み精度はコーティング厚みの約5%以下に収めることが可能であるが、高級な印刷品質を要求されるスリーブ印刷原版の厚み精度を得るためには整形工程が必要となる。
上記の露光工程が完了すると、回転連結機構4300からワーク300が外されワークストック装置4400へと移送される。ワークストック装置4400に収納されたワーク300は、ワーク搬送装置4500Aにてジャーナル240及び250を挟持されて整形工程に移送される。
この洗浄工程が終了すると、ワーク300の回転及びロータリブラシの回転を停止してブラシ洗浄装置5500はスイング機構にて待機位置へと移動する。この後、ワーク外径計測装置5300がワーク外径計測装置移送機構5400にて待機位置からワーク外径測定位置まで移動して、所定位置まで降下したらワーク300の外径をレーザー測長方式にて測定する。
上記の研削工程では、先ずワーク300を所定回転速度(標準的なゴム研削と殆ど同じ条件:ワーク外径が250mmφの場合で600〜1300rpm)で回転させ、次に待機位置にある砥石研削装置5200及び5600がワーク500先端から所定距離にある研削開始位置に移動して砥石研削装置5200及び5600に備えた砥石を回転させて研削加工がスタートする。最初の研削加工は荒研削で、次研削は仕上げ研削と呼んでいる。荒研削で使用する砥石はGC60〜120HH或いはGC60〜120GG(テイケン社製)の粒度の粗いものを使用しており、仕上げ研削ではGC150〜250HH或いはGC150〜250GG(テイケン社製)の粒度の細かいものを使用している。
研削完了後の樹脂硬化層表面のRa(平均表面粗さ)は、0.1〜0.2μm前後と紙印刷などには殆ど影響を与えない表面平滑度を得ることが可能である。
また、所望のRaに応じて砥石仕上げ研削装置5600には、研削液注入機構(図示なし)にて研削液を砥石に供給することが好ましい。また、砥石と樹脂硬化層加工表面に冷風を高速で吹き付けることにより、加工面の冷却効果に加え、研削屑の樹脂硬化層への再溶着を防止することが好ましい。
次に、回転装置5000Bが時計方向へ更に90度の位置まで回転した後に、ワーク外径計測装置5300がワーク外径計測装置移送機構5400にて待機位置からワーク外径測定位置まで移動して、所定位置まで降下したら研磨工程終了後のワーク300の外径をレーザー測長方式にて測定する。
ワーク300の回転は継続したままで、切削装置6100が所定速度でワーク300軸心方向に線形移動しながら、切削装置6100に備えた洗浄水噴射機構と圧気噴射機構(図示なし)にて洗浄及び水切り工程がスタートする。この洗浄工程及び水切り工程が完了すると、ワーク300の回転が停止して切削装置6100が待機位置に復帰する。
ワーク回転装置5000Bは時計方向へ更に90度の原点位置まで回転し、ワーク300の載荷待機状態となる。
かくして単一の液状感光性樹脂を使用した均一な厚みの感光性樹脂硬化層がワーク300の外周面にパート形成でき、レーザー彫刻用のスリーブ印刷原版が得られる。
一例として2種類の異なった液状感光性樹脂を使用して、光硬化後の硬度が異なる2層の感光性樹脂硬化層を形成させて印刷品質の改善を図ることが可能となる。その2層の感光性樹脂硬化層は、感光性樹脂硬化層の厚みが3mmの場合には、上層は高硬度で厚みが約0.5mm、下層は低硬度で約2.5mmを形成させるのが良い。
20 回収樹脂
100 印刷用スリーブ
200 マンドレル
210 マンドレル胴体
220 圧気供給口
230 圧気吹き出し孔
240 ジャーナル
250 ジャーナル
300 ワーク
1000 ワークストック装置
1100 ワーク搬送機構
1200 コンベア機構
1300 回転連結機構
2000 樹脂タンク
2100 圧送ポンプ
2200 押出機
2300 温調制御機構
2400 ベント機構
2500 三方切替電磁弁
2700 帰還配管
2800 Tダイ
3000 ドクターブレード
3100 樹脂回収機構
3200 圧送ポンプ
3300 回収樹脂タンク
3500 強制冷却装置
4000 露光ユニット
4100 昇降機構
4200 メタルハライドランプ
4300 回転連結機構
4400 ワークストック装置
4500AB ワーク搬送装置
5000AB ワーク回転装置
5100AB ワーク回転連結機構
5200 砥石荒研削装置
5300 ワーク外径計測装置
5400 ワーク外径計測装置移送機構
5500 ブラシ洗浄装置
5600 砥石仕上げ研削装置
6000 研磨装置
6100 切削装置(洗浄水噴射及び圧気噴射機能付き)
7000 強制乾燥装置
7100 搬送コンベア
Claims (17)
- 感光性樹脂を用いたレーザー彫刻用スリーブ印刷原版の製造方法において、
スリーブを回転させながらスリーブの外周面の円周方向の任意の領域に感光性樹脂を供給するパートコート工程、当該パートコートされた感光性樹脂をドクターブレードで掻き落としながらパートコートされた塗布液表面を整形・平滑化しつつ掻き落とした感光性樹脂を回収する工程と、当該パートコートされた感光性樹脂に活性光線を照射して赤外線レーザーにて彫刻可能な感光性樹脂硬化層を形成する露光工程とを含むことを特徴とするレーザー彫刻用スリーブ印刷原版の製造方法。 - 前記パートコート工程が、スリーブを回転させながら該スリーブの回転角度を検出しつつ、所定の回転角度にて温度制御された感光性樹脂を厚み規制しながら定量供給して該スリーブの外周面に塗布を開始し、該スリーブが所望の回転角度(所望塗布長)に到達したら感光性樹脂の供給を遮断して塗布を停止するパートコート工程であることを特徴とする請求項1に記載のレーザー彫刻用スリーブ印刷原版の製造方法。
- 前記スリーブが、マンドレルの外周面に装着されて一体化し、円筒形状を保持するための強度補強されたスリーブであることを特徴とする請求項1又は2に記載のレーザー彫刻用スリーブ印刷原版の製造方法。
- 前記パートコート工程と前記露光工程との間に、前記スリーブ外周面の塗布液を冷却手段により固化或いは粘性流動を低下させる冷却工程を更に含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のレーザー彫刻用スリーブ印刷原版の製造方法。
- 前記感光性樹脂硬化層の表面を整形する整形工程及び/又は前記スリーブ印刷原版を輪切り態様で複数版に分割する切断工程を更に含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のレーザー彫刻用スリーブ印刷原版の製造方法。
- 前記整形工程及び前記切断工程の何れかの後に、洗浄手段により前記感光性樹脂硬化層を洗浄する洗浄工程と、乾燥手段により前記感光性樹脂硬化層を乾燥させる乾燥工程とを更に含むことを特徴とする請求項5に記載のレーザー彫刻用スリーブ印刷原版の製造方法。
- 前記洗浄工程及び前記乾燥工程の何れかの後に、感光性樹脂硬化層に再度紫外線を照射する後露光工程を更に含むことを特徴とする請求項6に記載のレーザー彫刻用スリーブ印刷原版の製造方法。
- 前記パートコート工程が、複数の異なる感光性樹脂を重ねて塗布して、前記スリーブの外周面の任意領域に異なる感光性樹脂を積層塗工する樹脂複層パートコート工程であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のレーザー彫刻用スリーブ印刷原版の製造方法。
- 前記スリーブの外周面に、感光性樹脂硬化層を強固に固定するための接着剤層の形成、或いは柔弾性を有するクッションテープが貼り込まれ該テープ最外周面が感光性樹脂硬化層を強固に固定するための表面特性を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のレーザー彫刻用スリーブ印刷原版の製造方法。
- 前記パートコート工程において、注入される感光性樹脂が液状感光性樹脂であり、樹脂粘度は、20℃において6Pa・s以上で50kPa・s以下であり、前記露光工程の紫外線は、波長域200〜400nmで且つ紫外線強度が10mW/cm2以上であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のレーザー彫刻用スリーブ印刷原版の製造方法。
- 感光性樹脂を用いたレーザー彫刻用スリーブ印刷原版の製造装置において、
スリーブ及び、スリーブ付きマンドレルの何れかを連結して回転及び回転角度を検出する機構と、感光性樹脂の温調制御機能と定量吐出機能と厚み規制機能と所望角度に到達したら塗布停止状態から塗布開始状態に切替、塗布停止角度に到達したら塗布開始状態から塗布停止状態にする供給・遮断機能を有し樹脂をパートコートする塗布機構と、スリーブ外周面に塗布された感光性樹脂層に紫外線を照射する紫外線照射機構とを備えたことを特徴とするレーザー彫刻用スリーブ印刷原版の製造装置。 - 高精度な刃先と昇降制御機能を有するドクターブレードと、掻き落とした感光性樹脂を回収する樹脂回収機構とを更に備えたことを特徴とする請求項11に記載のレーザー彫刻用スリーブ印刷原版の製造装置。
- スリーブの外周面に塗布された感光性樹脂を冷却して固化或いは粘性流動を低下させる冷却機構を更に備えたことを特徴とする請求項11または12に記載のレーザー彫刻用スリーブ印刷原版の製造装置。
- 前記感光性樹脂硬化層の研削機構、研磨機構及び切断機構の少なくとも1つを更に備えたことを特徴とする請求項11〜13のいずれかに記載のレーザー彫刻用スリーブ印刷原版の製造装置。
- 前記感光性樹脂硬化層を洗浄する洗浄機構と、その洗浄された感光性樹脂硬化層を乾燥させる乾燥機構とを更に備えたことを特徴とする請求項14に記載のレーザー彫刻用スリーブ印刷原版の製造装置。
- 前記感光性樹脂硬化層の洗浄或いは乾燥後に、当該感光性樹脂硬化層に再度紫外線を照射する後露光用紫外線照射機構を更に備えたことを特徴とする請求項15に記載のレーザー彫刻用スリーブ印刷原版の製造装置。
- 前記樹脂をパートコートする塗布機構が、複数の樹脂塗布機構を有しており、この複数の樹脂塗布機構から複数の感光性樹脂をスリーブの外周面に積層状態でパートコートする
樹脂複層塗布機構であることを特徴とする請求項11〜16のいずれかに記載のレーザー彫刻用スリーブ印刷原版の製造装置。
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