JP4859921B2 - グラビア製版ロール及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、表面強化被覆層として従来のクロムメッキ層に替えて充分な強度を有する二酸化珪素被膜を用いたグラビア製版ロール及びその製造方法に関し、特に感光剤を不要としたグラビア製版ロールの製造方法に関する。
グラビア印刷では、グラビア製版ロール(グラビアシリンダー)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。一般的なグラビア製版ロールにおいては、アルミニウムや鉄などの金属製中空ロールの表面に版面形成用の銅メッキ層(版材)を設け、該銅メッキ層にエッチング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)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。
一方、ペルヒドロポリシラザン溶液を金属や樹脂等の基体に塗布し、大気中もしくは水蒸気を含む雰囲気中で熱処理し二酸化珪素の被膜を形成する方法は公知であり(特許文献1〜4)、この硬質で強靱な二酸化珪素(SiO2)被膜によって自動車等の乗物の外装内装の保護膜、メガネフレーム等の金属製装飾品の劣化防止膜、建築物の内装外装の劣化・汚れ防止膜等や各種基板、例えば、各種金属部材、各種プラスチック部材、各種セラミック部材、太陽電池用基板、各種光導波路用基板、液晶用基板等を被覆する技術が知られている(特許文献1〜4)。しかし、グラビア製版ロール(グラビアシリンダー)の製造において、銅メッキ層にペルヒドロポリシラザン溶液を用いて二酸化珪素被膜を形成し、クロム層に替わる表面強化被覆層として用いる技術はいまだ開発されていない。
そこで、本願出願人は、金属製中空ロールと、該中空ロールの表面に設けられかつ表面に多数のグラビアセルが形成された銅メッキ層と、該銅メッキ層の表面を被覆する二酸化珪素被膜とからなり、ペルヒドロポリシラザン溶液を用いて前記二酸化珪素被膜を形成することを特徴とするグラビア製版ロールを提案している(特許文献5)。
しかし、上記した技術では、エッチング法(版銅面に感光液を塗布して直接焼き付けた後、エッチングしてグラビアセルを形成する)や電子彫刻法(デジタル信号によりダイヤモンド彫刻針を機械的に作動させ銅表面にグラビアセルを彫刻する)によって多数のグラビアセルが予め形成された銅メッキ層に対して表面強化被覆層として従来のクロムメッキ層の代替としてペルヒドロポリシラザン溶液を用いて二酸化珪素被膜を形成するものであり、従来方法の工程順を変化させるというような試みではなかった。
すなわち、上記表面強化被覆層として従来使用されたことのないペルヒドロポリシラザン溶液を原料とした二酸化珪素被膜を用いているが、ペルヒドロポリシラザン溶液を原料とした二酸化珪素被膜特有の性質を利用した表面強化被覆層の形成及びグラビアセルの形成についてはいまだ開発の余地が存在しているのが現状である。
特開2001−089126 特開2002−105676 特開2003−197611 特開2003−336010 WO2007/013333
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、感光剤を不要とし、毒性がなくかつ公害発生の心配も皆無な表面強化被覆層を具備するとともに耐刷力に優れた新規なグラビア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に、本発明のグラビア製版ロールの第1の態様は、版母材と、該版母材の表面に設けられた銅メッキ層と、該銅メッキ層の表面を被覆するように形成された二酸化珪素被膜と、該二酸化珪素被膜に形成されたグラビアセルと、を含み、ペルヒドロポリシラザン溶液を用いて前記二酸化珪素被膜を形成することを特徴とする。
本発明のグラビア製版ロールの第1の態様においては、前記銅メッキ層の厚さが50〜200μm程度、前記グラビアセルの深度が5〜15μm程度とすればよい。前記二酸化珪素被膜の厚さは前記グラビアセルの深度よりも厚くすることが必要であり、10〜20μm程度が好適である。
本発明のグラビア製版ロールの第2の態様は、版母材と、該版母材の表面に設けられた銅メッキ層と、該銅メッキ層を除去することによって形成されたグラビアセルと、該銅メッキ層のグラビアセルを形成しない部分を被覆するように形成された二酸化珪素被膜と、を含み、ペルヒドロポリシラザン溶液を用いて前記二酸化珪素被膜を形成することを特徴とする。
本発明のグラビア製版ロールの第2の態様においては、前記銅メッキ層の厚さが50〜200μm、前記グラビアセルの深度が5〜150μm、及び前記二酸化珪素被膜の厚さが0.1〜10μ、好ましくは0.1〜5μm、さらに好ましくは0.1〜3μm、より好ましくは0.1〜1μmであることが望ましい。
本発明のグラビア製版ロールの第1及び第2の態様において、前記版母材としては、鉄、アルミニウム又は炭素繊維強化樹脂(CFRP)等により作製された中空ロールが好適に用いられる。
また、本発明のグラビア製版ロールの製造方法の第1の態様は、版母材を準備する工程と、該版母材の表面に銅メッキ層を形成する銅メッキ工程と、該銅メッキ層の上にペルヒドロポリシラザン溶液を塗布してペルヒドロポリシラザン塗布層を形成するペルヒドロポリシラザン塗布層形成工程と、レーザーアブレーションによって該ペルヒドロポリシラザン塗布層にグラビアセルを形成するグラビアセル形成工程と、該ペルヒドロポリシラザン塗布層を過熱水蒸気によって加熱処理して二酸化珪素被膜とする二酸化珪素被膜形成工程と、を含むことを特徴とする。
本発明のグラビア製版ロールの製造方法の第1の態様においては、前記銅メッキ層の厚さが50〜200μm程度、前記グラビアセルの深度が5〜15μm程度とすればよい。前記二酸化珪素被膜層の厚さは前記グラビアセルの深度よりも厚くすることが必要であり、10〜20μm程度が好適である。
本発明のグラビア製版ロールの製造方法の第2の態様は、版母材を準備する工程と、該版母材の表面に銅メッキ層を形成する銅メッキ工程と、該銅メッキ層の上にペルヒドロポリシラザン溶液を塗布してペルヒドロポリシラザン塗布層を形成するペルヒドロポリシラザン塗布層形成工程と、レーザーアブレーションによって該ペルヒドロポリシラザン塗布層のグラビアセル形成部分の除去を行うペルヒドロポリシラザン塗布層除去工程と、残存した該ペルヒドロポリシラザン塗布層を過熱水蒸気によって加熱処理して二酸化珪素被膜とする二酸化珪素被膜形成工程と、該二酸化珪素被膜の存在しないグラビアセル形成部分の該銅メッキ層の除去を行うことによってグラビアセルを形成するグラビアセル形成工程と、を含むことを特徴とする。
銅メッキ層を除去することによってグラビアセルを形成する方法としては、従来公知のエッチング法又は電子彫刻法などが適用できる。
本発明のグラビア製版ロールの製造方法の第2の態様においては、前記銅メッキ層の厚さが50〜200μm、前記グラビアセルの深度が5〜150μm、前記二酸化珪素被膜の厚さが0.1〜10μ、好ましくは0.1〜5μm、さらに好ましくは0.1〜3μm、より好ましくは0.1〜1μmであることが望ましい。
上記ペルヒドロポリシラザンを溶解する溶剤としては公知のものを用いればよいが、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エーテル、THF、塩化メチレン、四塩化炭素、ジブチルエーテル、ソルベッソ、ジイソプロピルエーテル、メチルターシャリーブチルエーテル、デカヒドロナフタリン、シクロヘキサンのほか特許文献3に記載されたようなアニソール、デカリン、シクロヘキセン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、リモネン、ヘキサン、オクタン、ノナン、デカン、C8−C11アルカン混合物、C18−C11芳香族炭化水素混合物、C8以上の芳香族炭化水素を5重量%以上25重量%以下含有する脂肪族/脂環式炭化水素混合物などを用いることができる。
上記した各種溶剤に溶解されて作製されるペルヒドロポリシラザン溶液は、そのままでも過熱水蒸気による加熱処理によって二酸化珪素へ転化するが、反応速度の増加、反応時間の短縮、反応温度の低下、形成される二酸化珪素被膜の密着性の向上等を図る目的で触媒を用いるのが好ましい。これらの触媒も公知であり、例えばアミンやパラジウムが用いられるが、具体的には、特許文献1に記載されるように、有機アミン、例えばC1−5のアルキル基が1−3個配置された第1−第3級の直鎖状脂肪族アミン、フェニル基が1−3個配置された第1−第3級の芳香族アミン、ピリジン又はこれにメチル、エチル基等のアルキル基が核置換された環状脂肪族アミン等が挙げられ、さらに好ましいものとして、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノブチルアミン、モノプロピルアミン、ジプロピルアミン等を挙げることができる。これらの触媒はペルヒドロポリシラザン溶液に予め添加しておいてもよく、また過熱水蒸気による加熱処理の際の処理雰囲気中に気化状態で含有させることもできる。
前記ペルヒドロポリシラザン溶液の塗布層形成工程としては、ペルヒドロポリシラザン溶液をスプレーコート、インクジェット塗布、メニスカスコート、ファウンティンコート、ディップコート、回転塗布、ロール塗布、ワイヤーバー塗布、エアーナイフ塗布、ブレード塗布、カーテン塗布等の公知の塗布方法によって前記銅メッキ層表面に塗布し形成しようとする前記二酸化珪素被膜の厚さに応じて所定の膜厚の塗布膜(加熱処理による目減りを考慮して形成される二酸化珪素被膜よりも厚めの膜厚とする)を形成するのが好ましい。
本発明におけるレーザーアブレーションとは、レーザー照射された物質の表面が当該物質から取り除かれることを指す。レーザーアブレーションに用いられる装置としては、例えば従来公知のYAGレーザー装置を挙げることができる。
前記ペルヒドロポリシラザン塗布層を二酸化珪素被膜とする二酸化珪素被膜形成工程としては、前記ペルヒドロポリシラザン塗布層を過熱水蒸気によって所定時間加熱して所定の硬度の二酸化珪素被膜とすることが好ましい。
前記過熱水蒸気の温度は100℃以上、好ましくは100℃を超え300℃以下のものが用いられるが、中空ロールの材質に応じて適宜最適な温度を設定することはいうまでもない。前記加熱処理時間は加熱温度に応じて1分〜1時間程度に設定すればよい。
前記二酸化珪素被膜形成工程における加熱処理が、第1次及び第2次加熱処理を含む複数段の加熱処理であることが好ましく、該第1次加熱処理の条件を100℃〜170℃、1分〜30分、及び該第2次加熱処理の条件を140℃〜200℃、1分〜30分とし、該第2次加熱処理の温度を該第1次加熱処理の温度よりも高く設定することがより好ましい。
また、前記加熱処理によって形成された二酸化珪素被膜の表面を冷水又は温水で洗浄する工程をさらに有することが好適である。
従来は銅メッキ層にグラビアセルを形成するにあたって感光剤を銅メッキ層表面に塗布しレーザーにより画像を焼き付けてから現像しエッチング後レジスト剥離し、クロムメッキするいわゆるエッチング法によって行うのが一般的であったが、本発明方法によれば感光剤が不要となるという利点がある。
本発明によれば、感光剤が不要であり、毒性がなくかつ公害発生の心配も皆無な表面強化被覆層を具備するとともに耐刷力に優れかつ大幅なコストの削減及び製造時間の短縮を可能とした新規なグラビア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奏する。
本発明のグラビア製版ロールの1つの製造工程を模式的に示す説明図で、(a)は版母材の表面に銅メッキ層が設けられ該銅メッキ層の上にペルヒドロポリシラザン塗布層が形成された状態、(b)は(a)のペルヒドロポリシラザン塗布層にレーザーアブレーションによってグラビアセルを形成した状態、(c)はグラビアセルが形成されたペルヒドロポリシラザン塗布層を過熱水蒸気によって加熱処理して二酸化珪素被膜とした状態、をそれぞれ示す。 本発明のグラビア製版ロールの製造方法の1つの工程順を示すフローチャートである。 本発明のグラビア製版ロールの他の製造工程を模式的に示す説明図で、(a)は版母材の表面に銅メッキ層が設けられ該銅メッキ層の上にペルヒドロポリシラザン塗布層が形成された状態、(b)は(a)のペルヒドロポリシラザン塗布層にレーザーアブレーションによってグラビアセル形成部分のペルヒドロポリシラザン塗布層の除去を行った状態、(c)はペルヒドロポリシラザン塗布層を過熱水蒸気によって加熱処理して二酸化珪素被膜とした状態、及び(d)は二酸化珪素被膜形成後グラビアセル形成部分の銅メッキ層の除去を行うことによってグラビアセルを形成した状態、をそれぞれ示す。 本発明のグラビア製版ロールの製造方法の他の工程順を示すフローチャートである。
符号の説明
10a,10b:版母材、12a,12b:銅メッキ層、14a,14b:ペルヒドロポリシラザン塗布層、15a,15b:二酸化珪素被膜、16:レーザー、18:グラビアセル形成部分、20a,20b:グラビアセル、22a,22b:グラビア製版ロール。
以下に本発明の実施の形態を添付図面とともに説明するが、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は本発明のグラビア製版ロールの1つの製造工程を模式的に示す説明図で、(a)は版母材の表面に銅メッキ層が設けられ該銅メッキ層の上にペルヒドロポリシラザン塗布層が形成された状態、(b)は(a)のペルヒドロポリシラザン塗布層にレーザーアブレーションによってグラビアセルを形成した状態、(c)はグラビアセルが形成されたペルヒドロポリシラザン塗布層を過熱水蒸気によって加熱処理して二酸化珪素被膜とした状態、をそれぞれ示す。図2は本発明のグラビア製版ロールの製造方法の1つの工程順を示すフローチャートである。
本発明方法の1つの例を図1及び図2を用いて説明する。図1(a)において、符号10aは版母材で、鉄、アルミニウム又は炭素繊維強化樹脂(CFRP)等からなる中空ロールが用いられる(図2のステップ100)。該版母材10aの表面には銅メッキ処理によって銅メッキ層12aが形成される(図2のステップ102)。前記銅メッキ層12aの厚さは50〜200μm程度が好ましい。
次に、グラビアセルがいまだ形成されていない銅メッキ層12aの上にペルヒドロポリシラザン塗布層14aを形成する(図2のステップ104)。前記ペルヒドロポリシラザン塗布層14aの形成は、ペルヒドロポリシラザン溶液をスプレーコート方式又はインクジェット方式を含めて前述した公知の塗布方法によって前記銅メッキ層12a表面に塗布し形成しようとする二酸化珪素被膜15aの厚さに応じて所定の膜厚の塗布膜(加熱処理による目減りを考慮して形成される二酸化珪素被膜15aよりも厚めの膜厚とする)を形成すればよい。二酸化珪素被膜15aの厚さはグラビアセルの深度よりも厚くすることが必要であり、10〜20μm程度が好適である。
上記ペルヒドロポリシラザンを溶解する溶剤としては公知のものを用いればよいが、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エーテル、THF、塩化メチレン、四塩化炭素、ジブチルエーテル、ソルベッソ、ジイソプロピルエーテル、メチルターシャリーブチルエーテル、デカヒドロナフタリン、シクロヘキサンのほか特許文献3に記載されたようなアニソール、デカリン、シクロヘキセン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、リモネン、ヘキサン、オクタン、ノナン,デカン、C8−C11アルカン混合物、C18−C11芳香族炭化水素混合物、C8以上の芳香族炭化水素を5重量%以上25重量%以下含有する脂肪族/脂環式炭化水素混合物などを用いることができる。
これらの溶剤に溶解されるペルヒドロポリシラザンの量としては、0.5〜30質量%程度が好適である。
上記した各種溶剤に溶解されて作製されるペルヒドロポリシラザン溶液は、そのままでも過熱水蒸気による加熱処理によって二酸化珪素へ転化するが、反応速度の増加、反応時間の短縮、反応温度の低下、形成される二酸化珪素被膜の密着性の向上等を図る目的で触媒を用いるのが好ましい。これらの触媒も公知であり、例えばアミンやパラジウムが用いられるが、具体的には、特許文献1に記載されるように、有機アミン、例えばC1−5のアルキル基が1−3個配置された第1−第3級の直鎖状脂肪族アミン、フェニル基が1−3個配置された第1−第3級の芳香族アミン、ピリジン又はこれにメチル、エチル基等のアルキル基が核置換された環状脂肪族アミン等が挙げられ、さらに好ましいものとして、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノブチルアミン、モノプロピルアミン、ジプロピルアミン等を挙げることができる。これらの触媒はペルヒドロポリシラザン溶液に予め添加しておいてもよく、また過熱水蒸気による加熱処理の際の処理雰囲気中に気化状態で含有させることもできる。
続いて、図1(b)に示す如く、ペルヒドロポリシラザン塗布層14aにレーザー16によってレーザーアブレーションを直接行うことによりペルヒドロポリシラザン塗布層14aにグラビアセル20aを形成する(図2のステップ106)。前記グラビアセル20aの深度は5〜15μm程度が好適である。
レーザーアブレーションの方法としては、従来公知のYAGレーザー装置によるレーザーアブレーションが好適に用いられる。しかし、YAGレーザー以外のレーザーによってもレーザーアブレーションが可能であることは勿論である。
次に、図1(c)に示す如く、ペルヒドロポリシラザン塗布層14aを過熱水蒸気によって所定時間加熱処理して所定硬度の二酸化珪素被膜15aとする(図2のステップ108)。前記過熱水蒸気の温度は100℃以上、好ましくは100℃を超え300℃以下のものが用いられるが、中空ロールの材質に応じて適宜最適な温度を設定することはいうまでもない。処理時間は、1分〜1時間程度、好ましくは5分〜40分程度、さらに好ましくは10分〜30分程度である。処理時間を長くすればそれだけ二酸化珪素被膜の硬度は上がるが、経済性を考慮すると上記した処理時間が好適である。上記した加熱処理は1段加熱処理でもよく、多段加熱処理でもよいが、多段加熱処理が好ましい。
該多段加熱処理の条件としては、第1次及び第2次加熱処理を含む複数段の加熱処理とし、第1次加熱処理の条件を100℃〜170℃、好ましくは105℃〜170℃、1分〜30分、及び第2次加熱処理の条件を140℃〜200℃、1分〜30分とし、第2次加熱処理の温度を第1次加熱処理の温度よりも高く設定することが好適であり、第2次加熱処理の温度が第1次加熱処理の温度より5℃以上高いことが好ましく、10℃以上高いことがより好ましい。過熱水蒸気の温度としては100℃以上、好ましくは100℃を超え300℃以下が用いることが可能であるが、中空ロールの材質及び経済性等を考慮すると上記した温度範囲がより好適である。
前記加熱処理によって形成された二酸化珪素被膜の表面を冷水又は温水で洗浄する工程をさらに含むのが好ましい。形成された二酸化珪素被膜の表面を冷水又は温水で洗浄することによって、二酸化珪素被膜の品質を向上させることができる。冷水は常温水を用いればよく、温水は40℃〜100℃程度の加熱水を用いればよい。洗浄時間は30秒〜10分程度で十分である。
このようにして、図1(c)に示すような本発明のグラビア製版ロール22aが得られる。得られたグラビア製版ロール22aにおいては、版母材10aの表面に銅メッキ層12aが設けられ、該銅メッキ層12aを被覆するように二酸化珪素被膜15aが形成されており、該二酸化珪素被膜15a自体に所定の深度でグラビアセル20aが形成されている。すなわち、従来構造ではグラビアセルが形成されていた銅メッキ層12aにはグラビアセルを形成せず、従来はグラビアセルが形成されることのない表面強化被覆層(本発明では二酸化珪素被膜15a)にグラビアセルを形成するという画期的な着想が実現されたものである。
本発明のグラビア製版ロール22aの構造は、グラビアセル20aの内部及びグラビアセル20aを形成しない表面部分の全てをクロムメッキ被覆した従来構造とは、ペルヒドロポリシラザン溶液を用いた二酸化珪素被膜15aという表面強化被覆層自体にグラビアセル20aが形成されている点で構造的に異なるものであるが、グラビア製版ロールの前面が表面強化層で被覆されている点では軌を一にするものであり、グラビア印刷を実行する際には従来構造のグラビア製版ロールと比較しても特別の問題が生じるものではない。
次に、本発明方法の他の例を図3及び図4を用いて説明する。図3(a)において、符号10bは版母材で、鉄、アルミニウム又は炭素繊維強化樹脂(CFRP)等からなる中空ロールが用いられる(図4のステップ200)。該版母材10bの表面には銅メッキ処理によって銅メッキ層12bが形成される(図4のステップ202)。前記銅メッキ層12bの厚さは50〜200μmが好ましい。
次に、グラビアセルがいまだ形成されていない銅メッキ層12bの上にペルヒドロポリシラザン溶液を塗布することによってペルヒドロポリシラザン塗布層14bを形成する(図4のステップ204)。前記ペルヒドロポリシラザン塗布層14bの形成は、前述したステップ104と同様に行うことができる。前記ペルヒドロポリシラザン塗布層14bは、形成しようとする二酸化珪素被膜15bの厚さに応じて所定の膜厚の塗布膜を形成すればよく、二酸化珪素被膜15bの厚さが0.1〜10μ、好ましくは0.1〜5μm、さらに好ましくは0.1〜3μm、より好ましくは0.1〜1μmであることが望ましい。
続いて、図3(b)に示す如く、ペルヒドロポリシラザン塗布層14bにレーザー16によってレーザーアブレーションを直接行うことによりペルヒドロポリシラザン塗布層14bのグラビアセル形成部分18の除去を行う(図4のステップ206)。レーザーアブレーションの方法としては、前述したステップ106と同様に行うことができる。
次に、図3(c)に示す如く、ペルヒドロポリシラザン塗布層14bを過熱水蒸気によって所定時間加熱処理して所定硬度の二酸化珪素被膜15bとする(図4のステップ208)。該二酸化珪素被膜15bの形成は、前述したステップ108と同様に行うことができる。
次に、図3(d)に示す如く、ペルヒドロポリシラザン塗布層14bが除去された、即ち二酸化珪素被膜15bの存在しないグラビアセル形成部分18の銅メッキ層12bの除去によってグラビアセル20bを形成する(図4のステップ210)。
銅メッキ層12bの除去によってグラビアセル20bを形成する方法としては、従来公知のエッチング法又は電子彫刻法の他に、レーザーアブレーションを用いた方法も採用できる。前記グラビアセル20bの深度は5〜150μmが好適である。
このようにして、図3(d)に示すような本発明のグラビア製版ロール22bが得られる。得られたグラビア製版ロール22bにおいては、グラビアセル20bを形成しない銅メッキ層12bの表面部分は二酸化珪素被膜15bによって被覆されているが、グラビアセル20bの内部には二酸化珪素被膜15bが形成されていない構造となっている。本発明のグラビア製版ロール22bの構造は、グラビアセル20bの内部及びグラビアセル20bを形成しない表面部分の全てをクロムメッキ層等の強化被覆層で被覆した従来構造とは、グラビアセル20bの内部が強化被覆層で被覆されていない点で構造的に異なるが、グラビアセル20bの内部はグラビアインキを収容する機能を果たせばよいもので、グラビア印刷を実行する際には従来構造のグラビア製版ロールと比較しても特別の問題が生じるものではない。
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)
ブーメランライン(株式会社シンク・ラボラトリー製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を行った。まず、円周600mm、面長1100mmの
グラビアシリンダー(アルミ中空ロール)をメッキ槽に装着し、陽極室をコンピューターシステムによる自動スライド装置で20mmまで中空ロールに近接させ、メッキ液をオーバーフローさせ、中空ロールを全没させて18A/dm2、6.0Vで80μmの銅メッキ層を形成した。メッキ時間は20分、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4H研磨機(株式会社シンク・ラボラトリー製研磨機)を用いて12分間研磨して当該銅メッキ層の表面を均一な研磨面とした。
ペルヒドロポリシラザンの20%ジブチルエーテル溶液(製品名:アクアミカ(AZエレクトロニックマテリアルズ(株)の登録商標)NL120A、AZエレクトロニックマテリアルズ(株)製)を、上記銅メッキ層を形成したシリンダーに対してHVLPスプレー塗布を行った。当該シリンダーに均一に塗布された塗布膜厚は15μmであった。
このようにして形成されたペルヒドロポリシラザン塗布層に対して、YAGレーザー装置によるレーザーアブレーションによってペルヒドロポリシラザン塗布層に対し、グラビアセルの深度を12μmとしてグラビアセル形成を行った。
このグラビアセルが設けられたペルヒドロポリシラザン塗布層が形成されたシリンダーを過熱水蒸気(200℃/100%RH)で30分間処理することにより、ペルヒドロポリシラザン塗布層を硬化させて二酸化珪素被膜とした。このようにして、グラビア製版ロール(グラビアシリンダー)を完成した。
続いて、得られたグラビアシリンダーに対して印刷インキとしてシアンインキ(ザーンカップ粘度18秒、サカタインクス社製水性インクスーパーラミピュア藍800PR−5)を適用しOPPフィルム(Oriented Polypropylene Film:2軸延伸ポリプロピレンフィルム)を用いて印刷テスト(印刷速度:120m/分)を行った。
得られた印刷物は版カブリがなく、50,000mの長さまで印刷できた。パターンの精度は変化がなかった。また、銅メッキシリンダーに対するペルヒドロポリシラザン塗布層の密着性は問題がなかった。この本発明のグラビアシリンダーのハイライト部からシャドウ部のグラデーションは、常法に従って作製したクロムメッキグラビアシリンダーと変わらなかったことからインキ転移性は問題ないと判断される。この結果として、予め銅メッキ層に感光剤を塗布してグラビアセルを形成してからペルヒドロポリシラザン溶液を用いた二酸化珪素被膜を形成しなくとも、銅メッキ層の表面にペルヒドロポリシラザン塗布層を設けてその上からレーザーアブレーションによりグラビアセルを形成し、その後硬化させることで、従来のクロム層に匹敵する性能を有し、クロム層代替品として充分使用できる二酸化珪素被膜を有するグラビア製版ロールが得られることを確認した。
(実施例2)
ペルヒドロポリシラザン塗布層の加熱条件を、過熱水蒸気での2段加熱処理(1次加熱:140℃で10分間処理、2次加熱:170℃で10分間処理)に変更した以外は実施例1と同様にグラビア製版ロールを製造し、印刷テストを行ったところ、実施例1と同様の良好な印刷結果を得ることができた。
(実施例3)
ブーメランライン(株式会社シンク・ラボラトリー製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及びエッチング処理までを行った。まず、円周600mm、面長1100mmのグラビアシリンダー(アルミ中空ロール)をメッキ槽に装着し、陽極室をコンピューターシステムによる自動スライド装置で20mmまで中空ロールに近接させ、メッキ液をオーバーフローさせ、中空ロールを全没させて18A/dm2、6.0Vで80μmの銅メッキ層を形成した。メッキ時間は20分、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4H研磨機(株式会
社シンク・ラボラトリー製研磨機)を用いて12分間研磨して当該銅メッキ層の表面を均一な研磨面とした。
ペルヒドロポリシラザンの20%ジブチルエーテル溶液(製品名:アクアミカ(AZエレクトロニックマテリアルズ(株)の登録商標)NL120A、AZエレクトロニックマテリアルズ(株)製)を上記銅メッキ処理したグラビアシリンダーに対してHVLPスプレー塗布を行った。当該グラビアシリンダーに均一に塗布された塗布膜厚は0.8μmであった。
このようにして形成されたペルヒドロポリシラザン塗布層に対して、YAGレーザー装置によるレーザーアブレーションによってペルヒドロポリシラザン塗布層のグラビアセル形成部分の除去を行った。
ついで、除去されない残存ペルヒドロポリシラザン塗布層が存在するグラビアシリンダーを過熱水蒸気(200℃/100%RH)で30分間処理することにより、ペルヒドロポリシラザン塗布層を二酸化珪素被膜(厚さ0.5μm)とした。
次に、ペルヒドロポリシラザン溶液の塗布層が除去されたグラビアセル形成部分の銅メッキ層をエッチングにより除去し、グラビアセルの深度を12μmとして、グラビアセルを形成した。上記エッチングは、銅濃度60g/L、塩酸濃度35g/L、温度37℃、時間70秒の条件でスプレー方式によって行った。このようにして、グラビア製版ロール(グラビアシリンダー)を完成した。
続いて、得られたグラビアシリンダーに対して実施例1と同様に印刷テストを行ったところ、実施例1と同様の良好な印刷結果を得ることができた。
この結果として、予め銅メッキ層にグラビアセルを形成してからグラビアシリンダーの全面に二酸化珪素被膜を形成しなくとも、銅メッキ層の表面にペルヒドロポリシラザン塗布層を設けてその上からレーザーアブレーションしてグラビアセル形成部分のペルヒドロポリシラザン塗布層を除去し、残存するペルヒドロポリシラザン塗布層を過熱水蒸気で加熱処理して二酸化珪素被膜とし、ついでグラビアセルを形成することで、即ちグラビアセルを形成しない部分のみを二酸化珪素被膜で被覆することによって、従来のクロム層等の強化被覆層に匹敵する性能を有し、強化被覆層として充分使用できる二酸化珪素被膜を有するグラビア製版ロールが得られることを確認した。
(実施例4)
ペルヒドロポリシラザン塗布層の加熱条件を、過熱水蒸気での2段加熱処理(1次加熱:140℃で10分間処理、2次加熱:170℃で10分間処理)に変更した以外は実施例3と同様にグラビア製版ロールを製造し、印刷テストを行ったところ、実施例3と同様の良好な印刷結果を得ることができた。

Claims (5)

  1. 版母材と、
    該版母材の表面に設けられた銅メッキ層と、
    該銅メッキ層の表面を被覆するように形成された二酸化珪素被膜と、
    該二酸化珪素被膜に形成されたグラビアセルと、を含み、
    ペルヒドロポリシラザン溶液を用いて前記二酸化珪素被膜を形成することを特徴とするグラビア製版ロール。
  2. 版母材と、
    該版母材の表面に設けられた銅メッキ層と、
    該銅メッキ層を除去することによって形成されたグラビアセルと、
    該銅メッキ層のグラビアセルを形成しない部分を被覆するように形成された二酸化珪素被膜と、を含み、
    ペルヒドロポリシラザン溶液を用いて前記二酸化珪素被膜を形成することを特徴とするグラビア製版ロール。
  3. 版母材を準備する工程と、
    該版母材の表面に銅メッキ層を形成する銅メッキ工程と、
    該銅メッキ層の上にペルヒドロポリシラザン溶液を塗布してペルヒドロポリシラザン塗布層を形成するペルヒドロポリシラザン塗布層形成工程と、
    レーザーアブレーションによって該ペルヒドロポリシラザン塗布層にグラビアセルを形成するグラビアセル形成工程と、
    該ペルヒドロポリシラザン塗布層を過熱水蒸気によって加熱処理して二酸化珪素被膜とする二酸化珪素被膜形成工程と、
    を含むことを特徴とするグラビア製版ロールの製造方法。
  4. 版母材を準備する工程と、
    該版母材の表面に銅メッキ層を形成する銅メッキ工程と、
    該銅メッキ層の上にペルヒドロポリシラザン溶液を塗布してペルヒドロポリシラザン塗布層を形成するペルヒドロポリシラザン塗布層形成工程と、
    レーザーアブレーションによって該ペルヒドロポリシラザン塗布層のグラビアセル形成部分の除去を行うペルヒドロポリシラザン塗布層除去工程と、
    残存した該ペルヒドロポリシラザン塗布層を過熱水蒸気によって加熱処理して二酸化珪素被膜とする二酸化珪素被膜形成工程と、
    該二酸化珪素被膜の存在しないグラビアセル形成部分の該銅メッキ層の除去を行うことによってグラビアセルを形成するグラビアセル形成工程と、
    を含むことを特徴とするグラビア製版ロールの製造方法。
  5. 二酸化珪素被膜形成工程における加熱処理が、第1次及び第2次加熱処理を含む複数段の加熱処理であり、該第1次加熱処理の条件を100℃〜170℃、1分〜30分、及び該第2次加熱処理の条件を140℃〜200℃、1分〜30分とし、該第2次加熱処理の温度を該第1次加熱処理の温度よりも高く設定することを特徴とする請求項3又は4記載のグラビア製版ロールの製造方法。
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