WO2013176029A1

WO2013176029A1 - パターン付ロール及びその製造方法

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Publication number: WO2013176029A1
Application number: PCT/JP2013/063638
Authority: WO
Inventors: 重田　核; 申太郎菅原; 重田　龍男
Original assignee: 株式会社シンク・ラボラトリー
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2013-05-16
Publication date: 2013-11-28
Also published as: JP5992515B2; JPWO2013176029A1

Abstract

　サイドエッチングの問題を解消し、耐薬品性・離型性に優れたパターン付ロール及びその製造方法を提供する。　基材の表面に感光材を塗布し、露光・現像せしめてレジストパターンを形成し、該基材及びレジストパターンの表面に第一ＤＬＣ被覆膜を形成し、該レジストパターン上に形成された第一ＤＬＣ被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめ、基材の表面にＤＬＣパターンを形成し、前記基材及びＤＬＣパターンの表面に第二ＤＬＣ被覆膜を形成してなるようにした。

Description

パターン付ロール及びその製造方法

　本発明は、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）によってパターニングを施したパターン付ロール及びその製造方法に関する。

　パターン付ロールとしてグラビア印刷用ロールがある。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版母材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。本願出願人は、例えば、特許文献１に記載されたグラビア製版ロールを提案している。

　また、パターン付ロールとして成形用エンボスロールがある。熱可塑性樹脂フィルムにエンボス加工を施し、ＬＣＤ用バックライトやリヤプロジェクションスクリーン等に用いられるプリズムシート、レンチキュラーシート、フレネルシート、反射防止フィルムなどの電子部品を作製したり、金属プレートにエンボス加工を施して意匠性を高めたり、滑り防止機能を持たせたりすることが行われている。本願出願人は、例えば、特許文献２に記載されたエンボスロールを提案している。

　また、パターン付ロールとして連続めっき用ロールがある。連続めっき用ロールは、連続めっき装置に用いられるもので、例えば、リールに巻き付けた鋼板等の帯状のワークを連続的に巻き取りながらめっき浴中を通すことで、連続的にめっきを行うものである。連続めっき用ロールの例としては、例えば、特許文献３や特許文献４に開示されたシンクロール等のロールがある。

　上述したようなパターン付ロールを製作する場合、基材に感光材を塗布して露光・現像・バーニングしてエッチングすると、いわゆるサイドエッチングと呼ばれるオーバーエッチングが発生する問題があった。そして、パターニングが微細になる程、サイドエッチングの問題がより一層顕在化する。

国際公開第２００８／１２０７８９号特開２００９－７２８２８号公報特開２００６－２８３０４４号公報特開２００１－８９８３６号公報特開２００９－０９３１７０号公報

　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、サイドエッチングの問題を解消し、耐薬品性・離型性に優れたパターン付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、本発明のパターン付ロールは、基材の表面に感光材を塗布し、露光・現像せしめてレジストパターンを形成し、該基材及びレジストパターンの表面に第一ＤＬＣ被覆膜を形成し、該レジストパターン上に形成された第一ＤＬＣ被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめ、基材の表面にＤＬＣパターンを形成し、前記基材及びＤＬＣパターンの表面に第二ＤＬＣ被覆膜を形成してなることを特徴とする。

　このようにして、レジストパターン上に形成された第一ＤＬＣ被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめるため、サイドエッチングの問題が解消される利点がある。すなわち、本発明では、エッチングではなくいわゆるリフトオフとよばれる手法を用いているため、従来のようなサイドエッチングの問題が生じないのである。

　また、前記基材及びＤＬＣパターンの表面に第二ＤＬＣ被覆膜を形成するため、耐薬品性に優れ、さらに、離型性にも優れるという利点がある。

　前記感光材が塗布される基材が、Ｎｉ、ステンレス鋼、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｌからなる群から選ばれた少なくとも一種の材料からなるのが好適である。

　前記基材が、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層を備えるのが好ましい。前記クッション層としては、シリコンゴム等の合成ゴムやポリウレタン、ポリスチレン等の弾力性のある合成樹脂を使用することができる。このクッション層の厚さはクッション性即ち弾力性を付与できる厚さであればよく、特別の限定はないが、例えば、１ｍｍ～１０ｃｍ程度の厚さがあれば充分であり、１ｃｍ～５ｃｍの厚さが好適である。ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層を備えたグラビア版の例としては、例えば特許文献５などがある。

　前記感光材が塗布される基材が、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション性を有する材料からなるように構成してもよい。より具体的には、シリコンゴム等の合成ゴムやポリウレタン、ポリスチレン等の弾力性のある合成樹脂を基材として使用することができる。

　前記感光材としては、ポジ型感光性組成物又はネガ型感光性組成物のいずれも適用可能であるが、ネガ型感光性組成物が好ましい。

　前記第一ＤＬＣ被覆膜及び第二ＤＬＣ被覆膜の厚さが、０．１μｍ～数１０μｍであるのが好ましい。より具体的には、０．１μｍ～２０μｍが好ましく、０．１μｍ～５μｍがさらに好ましい。

　前記パターン付ロールが、グラビア印刷用ロールであるのが好適である。サイドエッチングの問題がないため、従来よりも濃度範囲を広げることが可能であるからである。

　本発明に係る製品は、前記グラビア印刷用ロールによって印刷されたことを特徴とする。

　前記パターン付ロールが、成形用エンボスロールであるのが好ましい。

　本発明に係る製品は、前記成形用エンボスロールによって成形されたことを特徴とする。

　前記パターン付ロールが、連続めっき用ロールであるのが好ましい。

　本発明に係る製品は、前記連続めっき用ロールによってめっきされたことを特徴とする。

　本発明のパターン付ロールの製造方法は、基材を準備する工程と、該基材の表面に感光材を塗布し、露光・現像せしめてレジストパターンを形成する工程と、該基材及びレジストパターンの表面に第一ＤＬＣ被覆膜を形成する工程と、該レジストパターン上に形成された第一ＤＬＣ被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめて基材の表面にＤＬＣパターンを形成する工程と、前記基材及びＤＬＣパターンの表面に第二ＤＬＣ被覆膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする。

　前記基材が、上述したゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層を備えるのが好ましい。

　前記感光材が塗布される基材が、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション性を有する材料からなる構成としてもよい。

　前記第一ＤＬＣ被覆膜及び第二ＤＬＣ被覆膜の厚さが、０．１μｍ～数１０μｍであるのが好ましい。

　本発明によれば、サイドエッチングの問題を解消し、耐薬品性・離型性に優れたパターン付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有する。

本発明のパターン付ロールの一例を模式的に示す説明図であり、（ａ）は基材の表面に感光材を塗布した状態の要部断面図、（ｂ）は露光・現像せしめてレジストパターンを形成した状態の要部断面図、（ｃ）は基材及びレジストパターンの表面に第一ＤＬＣ被覆膜を形成した状態の要部断面図、（ｄ）は該レジストパターン上に形成された第一ＤＬＣ被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめた状態を示す要部断面図、（ｅ）は基材及びＤＬＣパターンの表面に第二ＤＬＣ被覆膜を形成した状態の要部断面図である。図１に示したパターン付ロールの製造方法の工程順を示すフローチャートである。実施例１にかかるパターン付ロールの表面の拡大写真である。

　以下に本発明の実施の形態を説明するが、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において、符号１０はパターン付ロールを示す。符号１２は基材を示し、Ｎｉ、ステンレス鋼、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｌからなる群から選ばれた少なくとも一種の材料からなるものを用いることができる。また、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層を備えるようにしてもよい。さらに、基材が、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション性を有する材料からなるように構成することもできる。該クッション層は、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなり、１ｍｍ～１０ｃｍ程度、好ましくは１ｃｍ～５ｃｍの均一な厚さで表面の平滑度が高いシート状のものを、継ぎ目に隙間が開かないように基材１２に強固に接着し、その後精密円筒研削、鏡面研磨される。

　まず、基材１２の表面に感光材１４を塗布する（図１（ａ）及び図２のステップ１００）。露光・現像せしめてレジストパターン１６を形成する（図１（ｂ）及び図２のステップ１０２）。感光材として用いる感光性組成物はネガ型及びポジ型のいずれでも使用可能であるが、ネガ型感光性組成物を用いるのが好ましい。

　次に、該基材１２及びレジストパターン１６の表面に第一ＤＬＣ被覆膜１８を形成する（図１（ｃ）及び図２のステップ１０４）。第一ＤＬＣ被覆膜はＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法やスパッタ法によって形成すればよい。

　次いで、該レジストパターン上に形成された第一ＤＬＣ被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめ、基材の表面にＤＬＣパターン２０を形成する（図１（ｄ）及び図２のステップ１０６）。

　次に、該基材１２及びＤＬＣパターン２０の表面に第二ＤＬＣ被覆膜２４を形成する（図１（ｅ）及び図２のステップ１０８）。第二ＤＬＣ被覆膜２４はＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法やスパッタ法によって形成すればよい。

　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）
　円周６００ｍｍ、面長１１００ｍｍの版母材（アルミ中空ロール）を準備し、ブーメランライン（株式会社シンク・ラボラトリー製全自動レーザー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及びニッケルメッキ層の形成までを行った。まず、版母材（アルミ中空ロール）を銅メッキ槽に装着し、中空ロールをメッキ液に全没させて２０Ａ／ｄｍ²、６．０Ｖで８０μｍの銅メッキ層を形成した。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４ヘッド型研磨機（株式会社シンク・ラボラトリー製研磨機）を用いて研磨して当該銅メッキ層の表面を均一な研磨面とした。次いで、ニッケルメッキ槽に装着し、メッキ液に半没させて２Ａ／ｄｍ²、７．０Ｖで３μｍのニッケルメッキ層を形成した。メッキ表面はブツやピットの発生がなく、均一なニッケルメッキ層を得た。上記形成したニッケルメッキ層を基材としてその表面に感光膜（サーマルレジスト：ＴＳＥＲ－ＮＳ（株式会社シンク・ラボラトリー製））を塗布（ファウンテンコーター）、乾燥した。得られた感光膜の膜厚は膜厚計（ＦＩＬＬＭＥＴＲＩＣＳ社製Ｆ２０、松下テクノトレーデイング社販売）で計ったところ、７μｍであった。ついで、画像をレーザー露光し現像した。上記レーザー露光は、Ｌａｓｅｒ　Ｓｔｒｅａｍ　ＦＸを用い露光条件３００ｍＪ／ｃｍ²で所定のパターン露光を行った。また、上記現像は、ＴＬＤ現像液（株式会社シンク・ラボラトリー製現像液）を用い、現像液希釈比率（原液１：水７）で、２４℃９０秒間行い、所定のレジストパターンを形成した。

　該ニッケルメッキ層及びレジストパターンの表面に第一ＤＬＣ被覆膜をＣＶＤ法で形成した。雰囲気アルゴン／水素ガス雰囲気、原料ガスにヘキサメチルジシロキサン、成膜温度８０－１２０℃、成膜時間６０分で膜厚０．１μｍの中間層を成膜した。次に、原料ガスにトルエン、成膜温度８０－１２０℃、成膜時間１８０分で膜厚５μｍの第一ＤＬＣ被覆膜を成膜した。

　次いで、該中空ロールを水酸化ナトリウム水溶液中で超音波処理を３０分行った。そして、該レジストパターン上に形成された第一ＤＬＣ被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめ、基材の表面にＤＬＣパターンが形成された。

　さらに、該ニッケルメッキ層及びＤＬＣパターンの表面に第二ＤＬＣ被覆膜をＣＶＤ法で形成した。雰囲気アルゴン／水素ガス雰囲気、原料ガスにヘキサメチルジシロキサン、成膜温度８０－１２０℃、成膜時間６０分で膜厚０．１μｍの中間層を成膜した。次に、原料ガスにトルエン、成膜温度８０－１２０℃、成膜時間１８０分で膜厚５μｍの第二ＤＬＣ被覆膜を成膜した。このようにして、グラビア印刷用ロールを得た。

　このグラビア印刷用ロールの表面を光学顕微鏡で観察したところ、図３に示す高精細なグラビア版が観察された。図３において、第二ＤＬＣ被覆膜２４が形成されたＤＬＣパターン２０の線幅は１０μｍであり、グラビアセル２２は、一辺が１４５μｍであった。また、グラビアセル２２の深度は５．１μｍであった。

（実施例２）
　パターニング形状を変えた以外は実施例１と同様にして、成形用エンボスロールを得た。得られた成形用エンボスロールを光学顕微鏡で観察したところ、高精細なＤＬＣパターンが観察された。第二ＤＬＣ被覆膜２４が形成されたＤＬＣパターン２０の線幅は３０μｍであった。

（実施例３）
　パターニング形状を変えた以外は実施例１と同様にして、連続めっき用ロールを得た。得られた連続めっき用ロールを電子顕微鏡で観察したところ、高精細なＤＬＣパターンが観察された。第二ＤＬＣ被覆膜２４が形成されたＤＬＣパターン２０の線幅は８μｍであった。

（実施例４）
　レジストパターン形成の表面の基材をステンレス鋼とした以外は実施例１と同様にして、グラビア印刷用ロールを得た。得られたグラビア印刷用ロールを電子顕微鏡で観察したところ、第二ＤＬＣ被覆膜が形成された高精細なＤＬＣパターンが観察された。

（実施例５）
　レジストパターン形成の表面の基材をチタンとした以外は実施例１と同様にして、グラビア印刷用ロールを得た。得られたグラビア印刷用ロールを電子顕微鏡で観察したところ、第二ＤＬＣ被覆膜が形成された高精細なＤＬＣパターンが観察された。

　基材として、シリコンゴム上に板厚０．４ｍｍのニッケルスリーブを嵌着せしめたロールを使用した以外は実施例１～３と同様にしてパターン付ロールを作製した。得られたパターン付ロールを電子顕微鏡で観察したところ、第二ＤＬＣ被覆膜が形成された高精細なＤＬＣパターンが観察された。

　基材として、シリコンゴムを用いたロールを使用した以外は実施例１と同様にしてパターン付ロールを作製した。得られたパターン付ロールを電子顕微鏡で観察したところ、第二ＤＬＣ被覆膜が形成された高精細なＤＬＣパターンが観察された。

　１０：パターン付ロール、１２：基材、１４：感光材、１６：レジストパターン、１８：第一ＤＬＣ被覆膜、２０：ＤＬＣパターン、２２：グラビアセル、２４：第二ＤＬＣ被覆膜。

Claims

　基材の表面に感光材を塗布し、露光・現像せしめてレジストパターンを形成し、該基材及びレジストパターンの表面に第一ＤＬＣ被覆膜を形成し、該レジストパターン上に形成された第一ＤＬＣ被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめ、基材の表面にＤＬＣパターンを形成し、前記基材及びＤＬＣパターンの表面に第二ＤＬＣ被覆膜を形成してなることを特徴とするパターン付ロール。
　前記感光材が塗布される基材が、Ｎｉ、ステンレス鋼、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｌからなる群から選ばれた少なくとも一種の材料からなることを特徴とする請求項１記載のパターン付ロール。
　前記基材が、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のパターン付ロール。
　前記感光材が塗布される基材が、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなることを特徴とする請求項１記載のパターン付ロール。
　前記感光材が、ネガ型感光性組成物であることを特徴とする１～４いずれか１項記載のパターン付ロール。
　前記第一ＤＬＣ被覆膜及び第二ＤＬＣ被覆膜の厚さが、０．１μｍ～数１０μｍであることを特徴とする請求項１～５いずれか１項記載のパターン付ロール。
　前記パターン付ロールが、グラビア印刷用ロールであることを特徴とする請求項１～６いずれか１項記載のパターン付ロール。
　請求項７記載のパターン付ロールによって印刷されたことを特徴とする製品。
　前記パターン付ロールが、成形用エンボスロールであることを特徴とする請求項１～６いずれか１項記載のパターン付ロール。
　請求項９記載のパターン付ロールによって成形されたことを特徴とする製品。
　前記パターン付ロールが、連続めっき用ロールであることを特徴とする請求項１～６いずれか１項記載のパターン付ロール。
　請求項１１記載のパターン付ロールによってめっきされたことを特徴とする製品。
　基材を準備する工程と、該基材の表面に感光材を塗布し、露光・現像せしめてレジストパターンを形成する工程と、該基材及びレジストパターンの表面に第一ＤＬＣ被覆膜を形成する工程と、該レジストパターン上に形成された第一ＤＬＣ被覆膜を該レジストパターンごと剥離せしめて基材の表面にＤＬＣパターンを形成する工程と、前記基材及びＤＬＣパターンの表面に第二ＤＬＣ被覆膜を形成する工程と、を含むことを特徴とするパターン付ロールの製造方法。
　前記感光材が塗布される基材が、Ｎｉ、ステンレス鋼、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｌからなる群から選ばれた少なくとも一種の材料からなることを特徴とする請求項１３記載のパターン付ロールの製造方法。
　前記基材が、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション層を備えることを特徴とする請求項１３又は１４記載のパターン付ロールの製造方法。
　前記感光材が塗布される基材が、ゴム又はクッション性を有する樹脂からなるクッション性を有する材料からなることを特徴とする請求項１３記載のパターン付ロールの製造方法。
　前記感光材が、ネガ型感光性組成物であることを特徴とする１３～１６いずれか１項記載のパターン付ロールの製造方法。
　前記第一ＤＬＣ被覆膜及び第二ＤＬＣ被覆膜の厚さが、０．１μｍ～数１０μｍであることを特徴とする請求項１３～１７いずれか１項記載のパターン付ロールの製造方法。