JP7219999B1

JP7219999B1 - フレキソ版とその製造方法とヒートカット装置

Info

Publication number: JP7219999B1
Application number: JP2022136853A
Authority: JP
Inventors: 正徳丸野; 英二守本; 明赤尾; 康輔寺尾; 信一朗魚本
Original assignee: Nihon Denshi Seiki Co Ltd
Current assignee: Nihon Denshi Seiki Co Ltd
Priority date: 2022-08-30
Filing date: 2022-08-30
Publication date: 2023-02-09
Anticipated expiration: 2042-08-30
Also published as: JP2024033330A

Abstract

【課題】軽量で、ローラに沿いやすく印刷汚れを発生させないフレキソ版と、その製造方法、製造装置を提供すること。
【解決手段】基板上の感光性樹脂層上にマスクを介して光照射する硬化工程と、上記硬化工程後に、洗浄して、未硬化の上記感光性樹脂層を除去する洗浄工程と、上記洗浄工程後、印字部分を含む第１感光性樹脂層と上記印字部分を含まない第２感光性樹脂層とを分離する凹部を上記感光性樹脂層に設けるカット工程と、上記カット工程後、上記第２感光性樹脂層を上記基板から除去する除去工程と、を含むフレキソ版の製造方法を用いる。
【選択図】図４

Description

本発明は、フレキソ版とその製造（製版）方法とヒートカット装置に関する。特に、フレキソ版において不要部を削除したフレキソ版およびその製造（製版）方法と製造装置に関する。

ダンボールなどに印刷する方法として、フレキソ版による印刷技術がある（特許文献１）。フレキソ版では、フレキソ版をローラにセットする。ローラの回転を利用して、フレキソ版の凸表面にインクを乗せ、ダンボールにインクを転写する。フレキソ版があれば、簡単に印刷ができる。
フレキソ版を版胴（ローラ）にセットする際に、一端、ＰＥＴ基材に、両面テープで貼り合わせる必要がある。その後、ＰＥＴ基板をローラへセットする。

特開２００４－２６８２９１号公報

しかし、フレキソ版をローラにセットする場合、フレキソ版の厚みが７ｍｍ，５ｍｍ～２．８４ｍｍと厚い版を使用するので、フレキソ版が重くなり且つローラに沿いにくい。
また、凹凸の差（レリーフ深度）が２．５ｍｍ～１．０ｍｍなので本来、印字すべきでないフレキソ版の部分にインクが付着してしまい印刷汚れとなってしまう。
そこで、本願の発明の課題は、軽量で、ローラに沿いやすく印刷汚れを発生させないフレキソ版と、その製造（製版）方法、ヒートカット装置を提供することである。

上記課題を解決するために、基板上の感光性樹脂層上にマスクを介して光照射する硬化工程と、
前記硬化工程後に、印字部分を含む第１感光性樹脂層と前記印字部分を含まない第２感光性樹脂層とを分離する切断部を前記感光性樹脂層に設けるカット工程と、前記カット工程後、前記印字部分を含まない前記第２感光性樹脂層を前記基板から除去する除去工程と、
洗浄して、未硬化の前記感光性樹脂層を除去する洗浄工程洗浄工程と乾燥工程と全体の感光性樹脂層を硬化する後露光工程と感光性樹脂のベタツキを防止する表面処理工程と、を含むフレキソ版の製造（製版）方法を用いる。

また、基板上にフレキソ印刷用感光性樹脂を搭載するステージと、
前記感光性樹脂層をヒートカットするカット部を有する第１ヘッド部と、
前記基板を加工する加工部を有する第２ヘッド部と、
前記第１ヘッド部と前記第２ヘッド部とに対して、ステージの位置を相対的に変更できる移動部と、を含むヒートカット装置を用いる。

さらに、基板と、
前記基板上の感光性樹脂層と、を含み、
前記感光性樹脂層は、複数、離れて存在し、
各々の前記感光性樹脂層は、周囲がテーパ状であり、コーナー部がＲ形状であるフレキソ版を用いる。

本願発明では、軽量で、ローラに沿いやすく印刷汚れを発生させないフレキソ版を提供できる。

（ａ）実施の形態のフレキソ版ユニットの断面図、（ｂ）実施の形態１のフレキソ版ユニットの平面図実施の形態１のフレキソ版ユニットを用いた印刷装置の断面図（ａ）～（ｃ）実施の形態のフレキソ版ユニットの組み立て方法を説明する断面図（ａ）～（ｆ）実施の形態のフレキソ版の製法を説明する断面図（ａ）～（ｂ）実施の形態のフレキソ版の製法のカット部を説明する図（ａ）実施の形態のフレキソ版の斜視図、（ｂ）実施の形態のフレキソ版の拡大平面図、（ｃ）実施の形態のフレキソ版の断面図（ａ）～（ｂ）実施の形態の基板の平面図で位置合わせマークについて説明する図、（ｃ）～（ｄ）実施の形態のカット部で感光性樹脂に凹部を形成する場合の断面図（ａ）～（ｂ）実施の形態のヒートカット装置を説明する図（ａ）～（ｂ）実施の形態の感光性樹脂層を説明する図

以下、実施の形態を用いて説明するが、発明は以下には限定されない。
（実施の形態）
まず、フレキソ印刷の技術を説明する。以下は一例であり、権利範囲は、限定されない。

＜フレキソ印刷＞
図１（ａ）は、実施の形態１のフレキソ版ユニット２００の断面図である。図１（ｂ）は、フレキソ版ユニット２００の平面図である。
フレキソ版１００は、その表面に凸部を有する。その凸部は、文字や模様を印刷するためのパターンである凸部である。この凸部の先端にインクを付け、対象物へそのインクを転写することで印刷がされる。
フレキソ版１００は、キャリアシート１２の一方面に接着されている。もう一方の面には、固定部１１が接着されている。

図２に、このフレキソ版ユニット２００を用いた印刷装置の断面図を示す。フレキソ版ユニット２００は、円筒状のロール１９に設置される。ロール１９の凹部１３に、固定部１１がはめ込まれ、フレキソ版ユニット２００が固定される。フレキソ版１００にインクを供給するインク供給ロール１６が、ロール１９に平行に設置される。
一方、ロール１９の下部には、ステージ１７がある。ステージ１７には、印刷される対象物１８が保持されている。
ロール１９、インク供給ロール１６が回転し、ステージ１７が移動する。結果、インクは、フレキソ版１００に一旦付着し、その後、対象物１８に付着される。

なお、インク供給ロール１６へは、インク供給部２０からインクが供給される。タンク２４内のインクが供給機構２３（例えばポンプ）によりドクターチャンバ２１へ供給される。ドクターチャンバー２１からインク供給ロール１６へインクが供給される。インク供給ロール１６の回転とともに、ドクターチャンバー２１からインクが供給される。

＜フレキソ版ユニット２００の組み立て＞
図３（ａ）から図３（ｃ）の断面図を用いて、フレキソ版ユニット２００の組み立て方法を説明する。
（１）図３（ａ）に示すように、固定部１１を有するキャリアシート１２と、両面粘着テープ２２と、フレキソ版１００と、を準備する。

（２）図３（ｂ）に示すように、フレキソ版１００と両面粘着テープ２２の一方の面とを接着する。この時、両面粘着テープ２２とフレキソ版１００との位置関係は、任意であり、位置合わせはしない。フレキソ版１００の裏面全体に、両面粘着テープ２２を貼り付ける。

（３）図３（ｃ）に示すように、両面粘着テープ２２の他方の面をキャリアシート１２へ貼り付ける。この時、フレキソ版１００とキャリアシート１２とは位置合わせされる。位置合わせマークがフレキソ版１００にあり、キャリアシート１２のマークに合わせられる。結果、フレキソ版ユニット２００が完成する。

＜フレキソ版１００の製造＞
図４（ａ）～図４（ｆ）で、フレキソ版１００の製造（製版）方法を説明する。フレキソ版１００は、基板４２上に感光性樹脂層４１を有する。
図４（ａ）で、基板４２上に感光性樹脂層４１を形成する。基板４２は、ＰＥＴなどの透明な樹脂シートである。
図４（ｂ）で、感光性樹脂層４１の表面にマスク４３を配置し、露光（光を照射）する。マスク４３の開口を通して光が、感光性樹脂層４１に照射される。光が照射された光感光性樹脂層４１の部分は硬化する。なお、マスク４３を介して露光したが、マスク４３なしでレーザによる光照射でもよい。

図４（ｃ）で、印字部分がない第２感光性樹脂層４１ｂと印字部分がある第１感光性樹脂層４１ｂとを分ける。そのため、カット部４８で感光性樹脂４１に凹部４９を設ける（図５（ａ））。その後、第２感光性樹脂層４１ｂを削除する。物理的に塊として取り除く。手動、又は、自動で取り除く。カット部４８は加熱されており、カット部４８を感光性樹脂層４１中で移動させることで凹部４９を形成し（ヒートカットし）、基板４２から第２感光性樹脂層４１ｂを除去する。

図４（ｄ）で、印字部分４５を含まない第２感光性樹脂層４１ｂを除外する。第２感光性樹脂層４１ｂが残ると、ロール１９にフレキソ版１００が沿いにくい。また、フレキソ版１００が重く、位置合わせなどの作業がしにくくなる。また、後の洗浄工程で、洗浄液に第２感光性樹脂層４１ｂが入り、洗浄液の交換など処理を頻繁に必要となる。さらに、印刷時に、インクが付着し、品質が悪くなるなど不利益があるので、可能な限り、第２感光性樹脂層４１ｂの領域を広く設定し、削除する。

なお、第１感光性樹脂層４１ａと第２感光性樹脂層４１ｂとを区別しない場合、感光性樹脂層４１として説明する。
その後、洗浄液で洗浄して、図４（ｅ）となる。つまり、印字部分４５が現れ、第１感光性樹脂４１ａの下部が残る。
その後、全体を乾燥し露光し硬化し、表面処理した。具体的には、紫外線照射により感光性樹脂層４１ａの表面に酸化膜を形成する。これにより表面の粘着性を除去しインクの受理性を向上すると共に紙粉の付着を防止する。図４（ｆ）となる。図４（ｆ）の工程を除いて、感光性樹脂層４１の全体が硬化しない部屋（環境）で実施される。

＜感光性樹脂層４１＞
感光性樹脂層４１の材料は、フレキソ分野で使用されているものならよい。他の分野で使用されているものでもよい。

＜カット部４８＞
カット部４８は、例えば、半田ごてのような発熱する刃である。刃は、金属材料からなるのが好ましい。高温の刃を感光性樹脂層４１内で移動させ凹部４９を作製する。
例えば、感光性樹脂層４１を溶融できる温度にした刃を、感光性樹脂層４１内を移動させ、感光性樹脂層４１を溶かしながら進める。結果、刃が移動した後に凹部４９ができる。移動後の通過部分を凹部４９とできる。
刃の温度は、例示として１８０度～２５０度にする。感光性樹脂層４１が溶ける温度付近ならよい。

凹部４９は、第１感光性樹脂層４１ａと第２感光性樹脂層４１ｂとの間の凹部である。
カット部４８の先端部分の例を図５（ａ）～図５（ｂ）に示す。
図５（ａ）は、カット部４８で感光性樹脂層４１に凹部４９を形成するところを示す断面図である。カット部４８は、刃物状の先端４７で、先端のＲ値が０．２ｍｍ以上の刃であるのが好ましい。形状が角錐台で先端が丸みを帯びた平面でもよい。先端部４７は、基板４２に接して移動する。ただし、２つの側面に同様の凹凸６１がある。これは、凹凸を設ける事により溶融した感光性樹脂層４１の接触面性を減少させ溶融した感光性樹脂層４１が、押しのけられ、感光性樹脂層４１同士が再接着しないようにするためである。結果、凹部４９が確実に形成できる。もし、凹凸６１がないと、第１感光性樹脂４１ａと第２感光性樹脂４１ｂがお互いに鏡面な状態で熱溶融しているので再融着し選択的に第２感光性樹脂ｂを除去出来ない。

図５（ｂ）は、カット部４８の斜視図である。カット部４８は、刃物状で先端の平面図（側面）が三角形であるのが好ましい。水平方向での断面は、四角形、三角形など多角形でも一部曲部があってもよく２か所に直線部（平面）があればよい。２つの面に凹凸６１がある。同じ周期で凹凸が形成されるのが好ましい。凹凸６１がない面の方向に進む（矢印方向、図５（ａ）のＺ軸方向）。
刃の先端部４７は基板４２を傷つけない為、丸みを帯びているのが好ましい。以降で説明するが、印字部分４５のコーナー部９３（図６（ｂ））において、ローラー１９（版胴）にフレキソ版１００を巻き付けた際にローラー１９に馴染みやすいようにテーパ部７１（図６（ｃ））を形成するのが好ましい。
刃の厚みは、１～１０ｍｍ、凹形状の深さ０．５～２ｍｍ程度である。概略の大きさとしては長さ２０ｍｍ～５０ｍｍである。なお、これらは、一例の寸法である。

別の例として、刃の代わりに、又は、刃とともにレーザなどを走査させてもよい。または、刃に超音波振動を与え加熱して、感光性樹脂層４１に凹部４９を形成させてもよい。

＜フレキソ版＞
上記で作製されたフレキソ版１００を図６（ａ）～図６（ｃ）で示す。
図６（ａ）で、フレキソ版１００には、第２感光性樹脂層４１ｂは除外され基板４２しか残っていない。そのため、フレキソ版１００は、軽量で、ローラ１９に沿いやすく印刷汚れを発生させないフレキソ版１００が形成できる。印字部分４５を有する第１感光性樹脂層４１ａが、複数の島状で存在する。コーナー部９３は、Ｒ形状としている。刃で凹部を形成する場合に、連続して形成できるようにコーナー部９３は、Ｒ形状としている。Ｒ形状なので、ロール１９に沿いやすく、インクも付きにくい。

図６（ｂ）は、拡大図である。第１感光性樹脂層４１ａの周辺に角ばった場所がなく、スムーズな形状である。コーナー部分９３はＲ形状のＲ部７２である。全周は、テーパ部７１で、基板４２へ近づくほど広がっている。Ｒ値は、およそ１０～１００ｍｍである。
図６（ｃ）は、図６（ｂ）の点線部分での断面形状である。第１感光性樹脂層４１ａは、頂部に印字部分４５が位置し、全周辺は、テーパ部７１を有する。コーナー部９３には、Ｒ部７２がある。コーナー部９３は、円錐の側面の一部の形状である。テーパ部７１の傾きは、水平方向に対しておおよそ２０度～６０度である（図７（ｄ）の角度θ）。

＜トンボ＞
図７（ａ）、図７（ｂ）の基板４２の平面図で、位置合わせマークについて説明する。基板４２にはトンボがある。トンボとは、位置合わせマークである。十字の文字などが、基板４２に表示されている。図３（ｃ）でフレキソ版１００とキャリアシート１２とを位置合わせする時に、トンボが必要である。
図７（ａ）では、トンボ凸部７３（凸形状）となっている。印字部分４５と同様に凸状形成される。トンボ凸部７３は、フレキソ版１００をキャリアシート１２に固定する時に使用される。その後、トンボ凸部７３は、位置合わせ後その凸部が削られる。残しておくとインクが付着する時があり、印刷の欠陥となる。

しかし、凸部を削るのは手間であり削る事を失念すると印刷欠陥となりクレーム対象となる。
図７（ｂ）は、トンボ凸部７３を作製せず、基板４２にマーク７４を形成する。マークとしては、タングステンなどの針で凹部形状に加工してもよい。または、貫通穴をあけてもよい。位置合わせの目印となる。

結果、より感光性樹脂層４１の領域が減り、フレキソ版１００が軽量でローラ１９に沿いやすい。マーク７４は、各印字部分４５の１つの塊の上下左右に４カ所あり、第１感光性樹脂層４１ａの量が多かったが、上記により、残す感光性樹脂層（第１光感光性樹脂層４１ａ）の量をかなり減らせる。印字部分４５が小さい場合、半分近く第１感光性樹脂層４１ａの量を減らせることができるので画期的である。上記で説明したように、第１感光性樹脂層４１ａの量を減らせることで、その後の洗浄液の汚れ防止、ローラ１９へのフレキソ版１００の沿う度合いの向上、軽量で取り扱い度の向上、印刷不良の低減などができる。

図７（ｃ）、図７（ｄ）で、カット部４８の移動について説明する。図７（ｃ）は、図７（ｂ）でカット部４８の移動を示した図である。上記第１感光性樹脂層４１ａを形成するため、カット部４８の移動について説明する。図７（ｃ）でカット部４８（刃）の移動を示す。図７（ｄ）刃は水平方向に対して、θ度（図７（ｄ））傾いて移動する。各辺で一定角度傾斜したまま進む。コーナー部９３で傾斜を維持しつつ回転する。印字部分４５の全周を１回の連続した動作で加工する。角度θは、おおよそ２０度～６０度である。刃の移動速度は、移動速度は１０～３０ｍｍ／ｍｉｎである。１０ｍｉｎ／ｍ^２程度が好ましい。

刃の平面部（凹凸６１がある面）が、第１感光性樹脂層４１ａのテーパ７１に面する。刃の平面部（凹凸６１がある面）が、テーパ７１側にあるように、刃が回転しながら第１感光性樹脂層４１ａの回りを移動する。刃の凹凸６１のない面方向へ刃が移動する。連続して１つの第１感光性樹脂層４１ａの周りを移動する。

＜製造装置＞
図８（ａ）と図８（ｂ）とで、図４（ｃ）のプロセスで使用するヒートカット装置８０を説明する。すなわち、カット部４８により、第１感光性樹脂層４１ａと第２感光性樹脂層４１ｂとの間に凹部４９を形成する装置である。
図８（ａ）は、ヒートカット装置８０の上面図、図８（ｂ）は、ヒートカット装置８０の正面図である。

ヒートカット装置８０は、第１ヘッド部８２ａと第２ヘッド部８２ｂとステージ８９と、制御部８１とを含む。
第１ヘッド部８２ａと第２ヘッド部８２ｂとは、第１移動部８３ａに沿って１方向へ移動できる。第１移動部８３ａは、門型の門に位置する。
ステージ８９は、フレキソ版１００を載せて、上記と別の一方向（垂直方向）へ移動する。ステージ８９は、下部にある第２移動部８３ｂにより移動する。

第２移動部８３ｂ、第１移動部８３ａは、レールと駆動源とを含み、対象物を移動させる。
制御部８１は、ヒートカット装置８０の全体を制御する。制御部８１は、制御装置、パーソナルコンピュータなどである。
第１ヘッド部８２ａには、下部に回転部８７があり、その回転部８７にカット部４８がある。カット部４８は、回転部８７により、回転、傾斜などができる。

第２ヘッド部８２ｂには、加工部８６がある。加工部８６は、フレキソ版１００の基板４２にマーク７４（図７（ｂ））を形成する。貫通穴や凹みなどである。加工部８６はタングステンの針などである。
第１移動部８３ａ、第２移動部８３ｂにかかわらず、ステージ８９と第１ヘッド８２ａ、第２ヘッド８２ｂとは、相対的に移動できる構造ならよい。

＜プロセス＞
フレキソ版１００をステージ８９に予め原点をレーザーポイントで示した場所に位置合わせし乗せる。刃を加熱させる。
第１移動部８３ａと第２移動部８３ｂと第１ヘッド部８２ａとを相対的に移動させる。これにより、フレキソ版１００を移動させつつ、カット部４８を回転部８７により動作させる。この時、刃は、水平方向に対して、２０度～６０度傾斜させているのが好ましい。このことで、テーパ部７１を形成する。特に、印字部分４５のコーナー部９３では、上記傾斜のまま、刃の方向を変える。刃の先端は、丸まっている形状が好ましい。
図５（ａ）、のように、第１感光性樹脂層４１ａの周囲に凹部４９を設ける。

＜第１感光性樹脂層４１ａ＞
印字部分４５が、複数ある場合に、１つの第１感光性樹脂層４１ａとするかどうかを図９（ａ）、図９（ｂ）で説明する。
図９（ａ）では、第１感光性樹脂層４１ａを分離している。一方、図９（ｂ）では、第１感光性樹脂層４１ａを１つにしている。複数の印字部分４５が、印字間隔距離９０以上離れると、原則分離する。印字間隔距離９０未満なら１つの第１感光性樹脂層４１ａにする。印字間隔距離９０は、１２ｍｍ～１５ｍｍであるのが好ましい。

ただし、複数の印字部分４５が、印刷方向（ローラ１９の回転方向）で隣接する場合で、かつ、２色以上印刷する場合は、印字間隔距離９０以上でも１つの第１感光性樹脂層４１ａとする。これは、印刷方向にフレキソ版１００がローラ１９に沿って曲げられるので伸びる。この時、フレキソ版１００は、色ごとでフレキソ版１００が異なる。フレキソ版１００ごとで、伸びが異なると色の重なりがずれ、所望の色とならない。そのため、上記条件を設定している。
なお、印字部分４５の周囲には、周囲距離９１の平面部分が設けられている。周囲距離９１は、５ｍｍから７ｍｍであるのが好ましい。この部分は、印字部分４５がテーパ部７１の影響を受けないための領域である。凹部４９の形成による影響も受けない。

（全体として）
フレキソ版で説明したが、凸版なら同様に適用できる。

本願発明のフレキソ版とその製造方法とヒートカット装置は、フレキソ版の分野で利用される。また、凸版の分野でも利用される。

１０パターン部
１１固定部
１２キャリアシート
１３凹部
１６インク供給ロール
１７ステージ
１８対象物
１９ロール
２０インク供給部
２１ドクターチャンバー
２２粘着層
２３供給機構
２４タンク
４１感光性樹脂層
４１ａ第１感光性樹脂層
４１ｂ第２感光性樹脂層
４２基板
４３マスク
４４カット部
４５印字部分
４７先端
４８カット部
４９凹部
６１凹凸
７１テーパ部
７２Ｒ部
７３トンボ
７４マーク
８０ヒートカット装置
９０印字間距離
９１周囲距離
９３コーナー部
１００フレキソ版
２００フレキソ版ユニット

Claims

基板上の感光性樹脂層上にマスクを介して光照射する硬化工程と、
前記硬化工程後、印字部分を含む第１感光性樹脂層と前記印字部分を含まない第２感光性樹脂層とを分離する凹部を前記感光性樹脂層に設けるカット工程と、
前記カット工程後、前記印字部分を含まない前記感光性樹脂層を前記基板から除去する除去工程と、
前記除去工程後に、前記基板を洗浄する洗浄工程と、
を含むフレキソ版の製造方法であり、
前記カット工程では、加熱された刃により、前記第１感光性樹脂層と前記第２感光性樹脂層とを分離する工程で、前記刃は、前記第１感光性樹脂層側に一定角度傾斜して前記感光性樹脂層を進むフレキソ版の製造方法であり、
前記角度は、水平方向に対して、２０度～６０度であり、
前記刃は、前記感光性樹脂層を分離するために、前記感光性樹脂層中を移動する方向に対して、垂直方向の両側面が三角形状で前記両側面に凹部があり、
前記刃は、前記印字部分の全周を前記一定角度傾斜し移動するフレキソ版の製造方法。
分離後の前記第１感光性樹脂層は、前記基板に近づくほど広がるテーパー部を有する請求項１記載のフレキソ版の製造方法。
基板上の感光性樹脂層上にマスクを介して光照射する硬化工程と、
前記硬化工程後、印字部分を含む第１感光性樹脂層と前記印字部分を含まない第２感光性樹脂層とを分離する凹部を前記感光性樹脂層に設けるカット工程と、
前記カット工程後、前記印字部分を含まない前記感光性樹脂層を前記基板から除去する除去工程と、
前記除去工程後に、前記基板を洗浄する洗浄工程と、
を含むフレキソ版の製造方法であり、
前記印字部分は、印字されるべき１文字であり、
複数の前記印字部分をまとめて、１つの前記第１感光性樹脂層とするか、分離した複数の前記第１感光性樹脂層とするかは、
前記フレキソ版による印刷方向に、複数の隣接する前記印字部分間の距離が印字間隔距離未満の場合は、１つの前記第１感光性樹脂層とし、前記印字間隔距離以上の場合は、分離し、前記印字間隔距離は、１２～１５ｍｍであるフレキソ版の製造方法。