JPH10193820A - 印刷用凹版 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インキの離型性が高く、かつ印刷を繰り返し
てもインキの離型性が低下することのない印刷用凹版を
提供する。 【解決手段】 ガラス基板１の表面に、側鎖および／ま
たは末端に水酸基を有する変性シリコーンオイルを塗布
し、加熱して塗膜３を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷用凹版に関
し、より詳しくは、液晶ディスプレイ用カラーフィルタ
や高密度の電子回路基板等の製造に適した印刷用凹版に
関する。

【０００２】

【従来の技術】上記カラーフィルタや電子回路基板等に
おいては、線幅が１０〜１５０μｍ程度の微細なパター
ンを極めて高い精度でもって形成する必要がある。そこ
で従来より、その製造にはフォトリソ法が用いられてき
たが、製造コストが高いという問題があるため、近年、
工程が簡単で量産性を有する印刷法を用いることによっ
て低コスト化が試みられている。

【０００３】印刷法にて微細パターンを高い精度で形成
するには、印刷形状が優れていること、すなわちパター
ンの線幅や厚さを忠実に再現することや、パターンのエ
ッジの形状がシャープであることなどが要求される。凹
版オフセット印刷法は、種々の印刷法の中でも、微細パ
ターンを高い精度で形成するという用途に最も適した印
刷法であって、とりわけ表面ゴム層がシリコーンゴムか
らなるブランケットを用いた場合には、ブランケットか
ら被印刷物へのインキの転移が極めて優れており、印刷
形状が良好なものとなることが知られている。

【０００４】しかしながら、凹版オフセット印刷法に用
いられる凹版が通常ガラス製または金属製であって、イ
ンキの離型性が低いものであるために、凹版凹部のイン
キがブランケットに完全に転移されず、その一部が凹部
の内部に残存する現象（パイリング）が生じてしまう。
その結果、例えばカラーフィルタの製造において、レッ
ド(R) 、グリーン(G)およびブルー(B) からなるカラー
フィルタ層を形成する場合には大きな影響は生じないも
のの、カラーフィルタ層よりもパターンの線幅が細く、
より高い精度が要求されるブラックマトリックス層を形
成する場合には、パイリングの発生によって線幅や厚さ
が不均一になったり、パターンのエッジが丸くなるな
ど、印刷形状に劣化が生じ、ひいては、コントラストの
低下や色ムラの発生など、液晶ディスプレイの画像品質
に悪影響を及ぼすという問題が生じる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、特開平５−１
３９０６５号公報では、パイリングを抑制することを目
的として、凹版凹部の表面にシリコーンゴムを被覆して
インキ離型性を高めた印刷用凹版が開示されている。し
かしながら、シリコーンゴムは、インキの溶剤で膨潤し
て劣化し、凹版との接着性および機械的強度が経時的に
低下してしまうという問題がある。

【０００６】また、上記公報には、凹版凹部にホットメ
ルト系接着剤の層を形成した上で印刷する方法が開示さ
れており、この方法によれば凹版からブランケットへの
インキが転移されやすくなるものの、印刷工程が極めて
複雑になるため実用的ではない。特開平２−１３５３４
８号公報では、インキ離型性を高めるために、表面にポ
リテトラフロロエチレン樹脂（四フッ化エチレン樹脂）
の塗膜を形成した印刷用凹版が開示されている。しかし
ながら、当該塗膜はプラズマＣＶＤ法にて形成されるも
のであって、コストがかかるといった問題があり、その
他にも、形成される塗膜の厚さが通常０．０５μｍ程度
と極めて薄く、塗膜強度が弱いことから、インキ離型性
が長期間持続せず、印刷を繰り返すとインキ離型性が低
下するといった問題もある。

【０００７】一方、本発明者らは、凹版のインキ離型性
を向上させるには凹版表面に撥水処理を施すのが好まし
く、その撥水処理にはシリコーン系の材料からなる塗膜
を設けるのが最も有効であることを見出した。しかし、
シリコーン系材料の中でも特にインキの離型性が優れて
いるシリコーンゴムを用いて塗膜を形成したときは、前
述のように、塗膜と凹版との接着性や塗膜の機械的強度
が経時的に低下するという問題が生じる。また、ジメチ
ルシリコーンオイルを凹版表面に塗布して加熱すると、
凹版表面に撥水性の高い塗膜が形成されるものの、塗膜
の耐久性が低いために、印刷を繰り返すとインキ離型性
が大きく低下するという問題がある。

【０００８】そこで本発明の目的は、インキの離型性が
高く、かつ印刷を繰り返してもインキの離型性が低下す
ることのない印刷用凹版を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために、種々のシリコーン系材料について研
究を重ねた結果、ガラス基板の表面に、側鎖および／ま
たは末端に水酸基を有する変性シリコーンオイルからな
る塗膜を形成したときは、インキの離型性が高く、かつ
印刷を繰り返してもインキの離型性が低下することのな
い印刷用凹版が得られるという新たな事実を見出し、本
発明を完成するに至った。

【００１０】すなわち、本発明の印刷用凹版は、ガラス
基板の表面に塗膜が形成された印刷用凹版であって、前
記塗膜が、側鎖および／または末端に水酸基を有する変
性シリコーンオイルを前記ガラス基板の表面に塗布し、
加熱したものであることを特徴とする。上記変性シリコ
ーンオイルは分子内に水酸基を有することから、熱処理
を加えるとガラス基板の表面と反応し、式：−Ｓｉ−Ｏ
−Ｓｉ−で表される強固な結合を形成すると考えられ
る。こうして得られた塗膜は撥水性が高く、インキの離
型性が優れているとともに、耐久性にも優れている。そ
の結果、優れたインキの転移性を長期にわたって維持で
きる。また、上記塗膜は、シリコーンオイルを塗布して
加熱するといった簡単な工程で形成できるという利点を
も有している。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の印刷用凹版につい
て詳細に説明する。本発明の印刷用凹版は、前述のよう
に、側鎖および／または末端に水酸基を有する変性シリ
コーンオイル（以下、水酸基変性シリコーンオイルとい
う）からなる塗膜を、ガラス基板表面に、より詳しく
は、凹部内部の表面（内表面）を含むガラス基板の表面
全面に形成したものである。

【００１２】水酸基変性シリコーンオイルには、下記一
般式(1) で表される側鎖変性型、一般式(2) で表される
両末端変性型、一般式(3) で表される片末端変性型およ
び一般式(4) で表される側鎖／両末端変性型の４つの型
がある。本発明にはいずれの型も使用可能であるが、な
かでも一般式(1) の側鎖変性型と一般式(2) の両末端変
性型が好適に用いられる。

【００１３】

【化１】

【００１４】（式中、Ｒは水酸基を有する置換基を示
す。ｍ，ｎおよびｍ’は繰り返し単位の数を表す整数で
ある。） 一般式(1) 〜(4) 中の置換基Ｒとしては、下記基(a) ま
たは(b) ：

【００１５】

【化２】

【００１６】（式中、ｘおよびｙは同一または異なっ
て、１〜６の整数を示す。）等の末端に水酸基を有する
基があげられる。本発明に使用可能な水酸基変性シリコ
ーンオイルは、その粘度が、Ｂ型粘度計（２３℃）で測
定した値が５〜１５００ｃＰ（センチポアズ）であるの
が好ましく、より好ましくは５０〜１０００ｃＰであ
る。当該シリコーンオイルの粘度が上記範囲を超える
と、後述するように、加熱処理によって塗膜を形成する
際に硬化しにくくなり、塗膜の強度が不十分になるため
に好ましくない。一方、粘度が上記範囲を下回ると、沸
点が低くなって揮発しやすくなり、その結果、塗膜が形
成されにくくなるために好ましくない。なお、上記した
粘度範囲（５〜１５００ｃＰ）に相当する水酸基変性シ
リコーンオイルの数平均分子量は、約６０〜３５０００
である。

【００１７】本発明に使用可能な水酸基変性シリコーン
オイルの具体例として、一般式(1)で表される側鎖変性
型の水酸基変性シリコーンオイルとしては、例えば信越
化学工業（株）製の製品名Ｘ−２２−４０１５、東芝シ
リコーン（株）製の製品名ＫＳＦ４７５０等があげられ
る。また、一般式(2) で表される両末端変性型の水酸基
変性シリコーンオイルとしては、例えば信越化学工業
（株）製の製品名ＫＦ−６００３、同社製のＫＦ−６０
０１、同社製のＸ−２２−１６０ＡＳ等があげられる。

【００１８】本発明におけるガラス基板としては、例え
ばソーダライムガラス、ノンアルカリガラス、石英ガラ
ス、低アルカリガラス、低膨張ガラス等が使用可能であ
る。なかでも、ソーダライムガラス等の軟質ガラスは、
微細なパターンを高精度で再現できることから好適に用
いられる。ガラス基板の表面に形成される凹部の深さは
特に限定されないが、被印刷物上に形成されるインキ層
の厚さに応じて、通常２〜１０μｍ、好ましくは３〜７
μｍの範囲で設定される。凹部のパターンは、所望の印
刷画像に応じて適宜設定すればよく、例えばストライプ
パターン、ドットパターン等があげられる。また、パタ
ーンの線幅も所望の印刷画像に応じて適宜設定すればよ
いが、通常、１０〜１００μｍの範囲で設定される。

【００１９】次に、本発明にかかる印刷用凹版の製造方
法について説明する。本発明の印刷用凹版は、表面に凹
部が形成されたガラス基板の表面に水酸基変性シリコー
ンオイルを塗布して、加熱することによって得られる。
水酸基変性シリコーンオイルの塗布方法としては、例え
ばディッピング、スピンコータ、バーコータ等による塗
布があげられるが、ガラス基板の表面に（特に、凹部の
内表面にも）均一に塗膜を形成するという観点から、デ
ィッピング法を用いるのが好ましい。

【００２０】水酸基変性シリコーンオイルの加熱処理
は、１５０〜３５０℃、好ましくは２００〜３００℃の
温度範囲で、０．１〜２時間、好ましくは０．５〜１時
間行われる。加熱処理の温度が前記範囲を下回ると、シ
リコーンオイルと凹版表面との反応が進行しにくく、塗
膜が形成されないといった問題がある。一方、加熱処理
の温度が前記範囲を超えると、凹版自体に割れ、歪みが
生じる等の悪影響が生じるおそれがある。

【００２１】本発明の印刷用凹版において、水酸基変性
シリコーンオイルからなる塗膜の厚さは、加熱処理後の
厚さで０．０１〜２μｍであるのが好ましい。塗膜の厚
さが前記範囲を超えると、印刷されたパターンの形状に
乱れが生じるおそれがある。一方、塗膜の厚さが前記範
囲を下回ると、インキ離型性を高めるという本発明の効
果が得られなくなるおそれがある。

【００２２】次に、本発明の印刷用凹版の使用方法につ
いて説明する。本発明の印刷用凹版は、前述のように、
インキ離型性を高めることにより、インキが凹版からブ
ランケットへ転移されやすくすること、すなわち凹版か
らブランケットへのインキの転移性を向上させることを
目的としたものであって、ひいては、微細パターンから
なる所望の印刷画像を高い精度でもって被印刷物の表面
に再現することを目的としている。

【００２３】このため、本発明の印刷用凹版を用いて凹
版オフセット印刷を行う場合には、ブランケットとし
て、凹版からのインキの受理性に優れ、かつブランケッ
トから被印刷物へのインキの転移性も優れたものを使用
するのが、微細パターンを高い精度で再現するという観
点から好ましい。かかるブランケットとしては、例えば
表面ゴム層がシリコーンゴムからなるものが好適に用い
られる。このシリコーンゴムとしては、ミラブル型、室
温硬化（ＲＴＶ）型、電子線硬化型等の種々のシリコー
ンゴムが使用可能である。

【００２４】このシリコーンゴムからなる表面ゴム層
は、表面が平滑であるのが好ましく、具体的には、表面
粗さが１０点平均粗さで０．５μｍ以下であるのが好ま
しく、より好ましくは０．３μｍ以下である。また、シ
リコーンゴムの硬度（ＪＩＳＡ）は１０〜８０度である
のが好ましく、より好ましくは４０〜６０度、さらに好
ましくは２０〜５０度である。シリコーンゴムの硬度を
調整するために、シリコーンオイルやシリコーンゲル等
を適宜配合してもよい。

【００２５】上記ブランケットの支持体としては、表面
が平坦なものであれば、ポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエ
ステル、ポリカーボネート（ＰＣ）等のプラスチックや
アルミニウム、ステンレス等の金属板等を使用すること
ができる。上記ブランケットは、表面ゴム層と支持体と
の間に、または支持体の裏面に多孔質の発泡層を設けて
もよい。発泡層の厚さや発泡倍率等については、ブラン
ケットの印刷適性を考慮して適宜設定すればよい。

【００２６】

【実施例】以下、実施例および比較例をあげて本発明を
説明する。 （印刷用凹版の製造） 実施例１ ガラス基板には、表面に深さ４μｍ、線幅５０μｍのス
トライプパターンからなる凹部が形成されたソーダライ
ムガラス製のものを用いた。

【００２７】このガラス基板の表面に、側鎖変性型の水
酸基変性シリコーンオイル（信越化学工業（株）製のＸ
−２２−４０１５）をディップコート法にて塗布した。
塗布後、ガラス基板を２９０℃で０．５時間加熱するこ
とにより、表面に厚さ約０．５μｍの塗膜が形成された
印刷用凹版を得た。なお、上記シリコーンオイルは、塗
布しやすくするため、トルエンや低粘度シリコーンオイ
ルで３％に希釈して用いた（以下の実施例２および比較
例２でも同様である）。上記塗膜３は、図１に示すよう
に、ガラス基板１の表面１０と、凹部２の内表面２０と
のいずれにおいても、ほぼ均一な厚さでもって形成され
た。

【００２８】実施例２ 側鎖変性型の水酸基変性シリコーンオイルに代えて、両
末端変性型の水酸基変性シリコーンオイル（信越化学工
業（株）製のＫＦ−６００３）を用いたほかは、実施例
１と同様にして印刷用凹版を製造した。 比較例１ 水酸基変性シリコーンオイルに代えて、２液付加型シリ
コーンゴム（信越化学工業（株）製のＫＥ１６０３）を
用いたほかは、実施例１と同様にして印刷用凹版を製造
した。

【００２９】比較例２ 側鎖変性型の水酸基変性シリコーンオイルに代えて、ジ
メチルシリコーンオイル（信越化学工業（株）製のＫＦ
−９６−３００）を用いたほかは、実施例１と同様にし
て印刷用凹版を製造した。 （印刷試験）上記実施例、比較例で得られた印刷用凹版
を用いて、凹版からブランケットへのインキの転移性を
評価した。

【００３０】また、表面に塗膜が形成されていない、ソ
ーダライムガラス製の凹版（深さ４μｍ、線幅５０μｍ
のストライプパターンからなる凹部が形成されたもの）
を用いて、上記実施例１〜２および比較例１〜２と同様
にして印刷試験を行い、ブランクとした。印刷試験の方
法は次のとおりである。

【００３１】通常の平台オフセット印刷機に上記実施
例、比較例またはブランクの印刷用凹版と、表面ゴム層
がシリコーンゴム（硬度３２度）からなるブランケット
を配置した。次いで、ポリエステル樹脂からなる黒イン
キ（粘度６００ポアズ）を凹版凹部に充填し、凹版から
ブランケットへインキを転移した。凹版からブランケッ
トへのインキの転移速度（凹版とブランケットとの相対
移動速度）は３０ｍｍ／ｓであった。

【００３２】さらに、ブランケットに転移された黒イン
キを、被印刷物であるソーダライムガラス板の表面に転
移した。ブランケットから被印刷物へのインキの転移速
度（ブランケットと被印刷物との相対移動速度）は３０
０ｍｍ／ｓであった。 （インキの転移性評価）上記印刷試験において、被印刷
物への印刷を１０回行った後と１０，０００回行った後
との２回にわたって、凹版からブランケットへ転移され
たインキの割合（％）を測定した。なお、転移されたイ
ンキの割合（％）は、凹版からインキへインキを転移し
た状態で、ブランケット表面の拡大写真を画像処理し
て、インキの転移面積を求め、その面積を、転移率が１
００％であるときのインキの転移面積に対する１００分
率で表した。転移されたインキの割合（％）が高いほど
インキの転移性が良好であることを示す。

【００３３】（印刷形状の評価）上記印刷試験によって
被印刷物上に形成されたストライプパターンの形状を電
子顕微鏡にて観察し、印刷形状の良否を評価した。評価
基準を以下に示す。 〇：印刷形状が極めて良好であった。 △：パターンの線幅や厚さに乱れが生じたり、エッジが
丸くなるといった問題が生じた。

【００３４】 ×：インキが転移性が極めて低いため、パターンがかす
れるといった問題が生じた。 （凹版表面の撥水性の評価）上記実施例、比較例または
ブランクの印刷用凹版について、それぞれの表面に蒸留
水約４〜５μｌを垂らして、水滴を形成した後、その水
滴と凹版表面との接触角（°）を測定した。

【００３５】接触角（°）が大きいほど、印刷用凹版の
表面の撥水性が高いことを示す。以上の結果を表１に示
す。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１から明らかなように、水酸基変性シリ
コーンオイルを用いて塗膜を形成した実施例１〜２の印
刷用凹版では、インキの転移性が高く、かつ繰り返し印
刷を行った後も接触角の低下が少ない。従って、長期に
わたってインキの完全転移を実現でき、印刷形状が非常
に優れたパターンが得られた。一方、比較例１〜２で
は、印刷初期には塗膜の撥水性が高く、インキの転移性
が優れていたものの、印刷を繰り返すと撥水性が大幅に
低下し、インキの転移性も大幅に低下した。

【００３８】なお、ブランクでは印刷用凹版に撥水処理
が施されていないため、印刷初期においてもインキの転
移性が低かった。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の印刷用凹
版によれば、印刷を繰り返しても、優れたインキの転移
性を維持できる。従って、本発明の印刷用凹版は、例え
ばカラーフィルタの製造等に好適に用いられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の印刷用凹版の一例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

３ 塗膜

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガラス基板の表面に塗膜が形成された印刷
   用凹版であって、前記塗膜が、側鎖および／または末端
   に水酸基を有する変性シリコーンオイルを前記ガラス基
   板の表面に塗布し、加熱したものであることを特徴とす
   る印刷用凹版。
2. 【請求項２】前記シリコーンオイルの粘度が５〜１５０
   ０ｃＰである請求項１記載の印刷用凹版。
3. 【請求項３】塗膜の厚さが０．０１〜２μｍである請求
   項１または２記載の印刷用凹版。