WO2007135901A1

WO2007135901A1 - グラビア製版ロール及びその製造方法

Info

Publication number: WO2007135901A1
Application number: PCT/JP2007/059958
Authority: WO
Inventors: Tatsuo Shigeta; Kaku Shigeta; Tsutomu Sato
Original assignee: Think Laboratory Co., Ltd.
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2007-05-15
Publication date: 2007-11-29
Also published as: JPWO2007135901A1

Abstract

　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膜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。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密着層と、該密着層の表面を被覆するように形成されたＤＬＣ被膜層と、該ＤＬＣ被膜層と密着層と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、を有するようにした。

Description

明細書

グラビア製版ロール及びその製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、クロムメツキを用いることなぐ充分な強度を有する表面強化被覆層としてダイヤモンドライクカーボン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、特に感光剤が不要であるグラビア製版ロール及びその製造方法に関する。背景技術

[0002] 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ぉ、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ツキ層（版材）を設け、該銅メツ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 (ダラビアセル)を形成し、次いでグラビア製版ロールの耐刷カを増すためのクロムメツ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。し力し、クロムメツ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、るのが現状である。

[0003] 一方、グラビア製版ロール (グラビアシリンダー）の製造にっ、て、セルを形成した銅メツキ層にダイヤモンドライクカーボン (DLC)を形成し、表面強化被覆層として用いる技術は知られているが（特許文献 1)、 DLC層は銅との密着性が弱ぐ剥離し易いという問題があった。また、本願出願人は、版基材にセルの深さと等しくなるように銅メツキ層を形成し、その上に DLC膜等の硬質膜を形成した後、レーザーにより硬質膜の一部を除去した後、エッチングにより銅メツキ層の露出部分を除去しセルを形成し、グラビア印刷版を製造する技術をすでに提案している (特許文献 2)が、該方法も銅メツキ層と DLC被膜との密着性が弱ぐ剥離し易いという問題があった。

特許文献 1：特開平 4— 282296号公報

特許文献 2：特開平 11― 309951号公報発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 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膜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。

課題を解決するための手段

[0005] 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は、版母材と、該版母材の表面に設けられた銅メツキ層と、該銅メツキ層の表面を被覆するように形成された密着層と、該密着層の表面を被覆するように形成された DLC被膜層と、該 DLC被膜層と密着層と銅メツ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、を有することを特徴とする。

[0006] 版母材としては、鉄、アルミニウム又は炭素繊維強化榭脂 (CFRP)等により作製された中空ロールが好適に用いられる。

[0007] また、本発明のグラビア製版ロールの製造方法は、版母材を準備する工程と、該版母材の表面に銅メツキ層を形成する銅メツキ工程と、該銅メツキ層の上に密着層を形成する密着層形成工程と、該密着層の上に PVD法又は CVD法により DLC被膜層を形成する DLC被膜層形成工程と、レーザーアブレーシヨンによって前記 DLC被膜層及び密着層のグラビアセル形成部分の除去を行う DLC被膜層除去工程と、該 DL C被膜層及び密着層が除去されたグラビアセル形成部分の前記銅メツ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。

[0008] 前記 DLC被膜層が PVD法によって形成される場合、前記密着層が、前記銅メツキ層の表面に設けられた金属層と、該金属層の表面に設けられた当該金属の炭化金属層と、を有することが好ましぐ前記炭化金属層が、炭化金属傾斜層であって、該炭化金属傾斜層における炭素の組成比が前記金属層側力前記ダイヤモンドライクカーボン被膜方向に対して炭素の比率が徐々に増大するように設定されて、ること力り好ましい。前記金属層を形成する金属としては、タングステン (W)、珪素（Si)、チタン (Ti)、クロム（Cr)、タンタル (Ta)、及びジルコニウム（Zr)力なる群力選ばれる一種又は二種以上の金属が好適である。

[0009] 前記 DLC被膜層が CVD法によって形成される場合、前記密着層が、アルミニウム

(A1)、リン (P)、チタン (Ti)及び珪素（Si)力なる群力選ばれる一種又は二種以上力も形成されることが好まし、。

[0010] 従来は銅メツ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ツキ層表面に塗布しレーザーにより画像を焼き付けて力も現像しエッチング後レジスト剥離し、クロムメツ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力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。

[0011] 本発明におけるレーザーアブレーシヨンとは、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ヨ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。

[0012] 銅メツ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。

発明の効果

[0013] 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膜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!、う著大な効果を奏する。

図面の簡単な説明

[0014] [図 1]本発明のグラビア製版ロール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ツキ層が設けられ該銅メツキ層の上に密着層が形成され、該密着層の上に DLC被膜層が形成された状態、（b)は（a)の DLC被膜層にレーザーアブレーシヨンによってグラビアセル形成部分の DLC被膜層及び密着層の除去を行った状態、（c)は DLC被膜層及び密着層が除去されたグラビアセル形成部分の銅メツ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。

[図 2]本発明のグラビア製版ロールの製造方法を示すフローチャートである。符号の説明

[0015] 10 :版母材、 12 :銅メツキ層、 13 :密着層、 14 : DLC被膜層、 16 :レーザー、 18 :ダラビアセル形成部分、 20 :グラビアセル、 22 :グラビア製版ロール。

発明を実施するための最良の形態

[0016] 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、本発明の技術思想力も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。

[0017] 図 1は本発明のグラビア製版ロール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ツキ層が設けられ該銅メツキ層の上に密着層が形成され、該密着層の上に DLC被膜層が形成された状態、（b)は (a)の DLC被膜層にレーザーァブレーシヨンによってグラビアセル形成部分の DLC被膜層及び密着層の除去を行つた状態、（c)は DLC被膜層及び密着層が除去された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。図 2は本発明のグラビア製版ロールの製造方法を示すフローチャートである。

[0018] 本発明方法を図 1及び図 2を用いて説明する。図 1 (a)において、符号 10は版母材で、鉄、アルミニウム又は炭素繊維強化榭脂 (CFRP)等力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 10の表面には銅メツキ処理によって銅メツキ層 12が形成される（図 2のステップ 102)。前記銅メツキ層の厚さとしては 50〜200 mが好ましい。

[0019] 次に、グラビアセル力いまだ形成されていない銅メツキ層 12の上に密着層 13を形成し（図 2のステップ 103)、該密着層 13の上に DLC被膜層 14を形成する（図 2のステツプ 104)。密着層の形成方法は特に限定されないが、 DLC被膜層の形成方法と同種の方法を用いることにより、同一の装置が使用可能となり、好適である。 DLC被膜層の形成方法としては、 PVD法又は CVD法を用いることができる。

[0020] DLC被膜層の形成方法に適用できる PVD法としては、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法 (エレクトロンビーム法）、イオンプレーティング法、 MBE法 (分子線ェピタキシ一法）、レーザーアブレーシヨン法、イオンアシスト法等の公知の方法が挙げられるが、スパッタリング法が好適である。 [0021] PVD法で DLC被膜層を形成する場合には、密着層として、銅メツキ層側から金属層及び炭化金属層、好ましくは炭化金属傾斜層を設けるのが好ましい。前記金属層の厚さが 0. 1〜1 μ m、前記炭化金属層の厚さが 0. 1〜1 μ m、前記 DLC被膜層の厚さが 0. 1〜： LO mであることが好ましい。金属層及び炭化金属層の形成方法は特に限定されないが、 DLC被膜層の形成方法と同種の方法を用いることが好適である

[0022] 前記金属層における金属としては、炭化可能でありかつ銅と親和力の高、金属を用いるのが好ましぐタングステン (W)、珪素（Si)、チタン (Ti)、クロム（Cr)、タンタル (Ta)、及びジルコニウム（Zr)からなる群から選ばれる一種又は二種以上の金属が好適に用いられる。

[0023] 前記炭化金属層、好ましくは炭化金属傾斜層における金属は前記金属層と同一の金属を用いる。炭化金属傾斜層における炭素の組成比は金属層側から DLC被膜層方向に対して炭素の比率が徐々に増大するように設定する。つまり、炭素の組成比は 0%〜徐々に（階段状もしくは無段階状に)比率を増し、最後はほぼ 100%となるように成膜を行う。

[0024] この場合、炭化金属層、好ましくは炭化金属傾斜層中の炭素の組成比の調整方法は公知の方法を用いればよいが、例えば、スパッタリング法（固体金属ターゲットを用い、アルゴンガス雰囲気で炭化水素ガス、例えば、メタンガス、ェタンガス、プロパンガス、ブタンガス、アセチレンガス等の注入量を階段状又は無段階状に徐々に増大する）によって、炭化金属層中の炭素の割合が銅メツキ層の側力も DLC被膜層方向に対して階段状又は無段階状に徐々に増大するように炭素及び金属の両者の組成割合を変化させた炭化金属層、即ち炭化金属傾斜層を形成することができる。

[0025] このように炭化金属層の炭素の割合を調整することによって銅メツキ層及び DLC被膜層の双方に対する金属層及び炭化金属層の密着度を向上させることができる。また、炭化水素ガスの注入量を一定とすれば、炭素及び金属の組成割合を一定とした炭化金属層とすることができ、炭化金属傾斜層と同様の作用を行わせることができる

[0026] DLC被膜層の形成方法に適用できる CVD法としては、例えば、常圧で成膜する A PCVD法 (Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition)、 0. 05Torr程度の減圧で成膜する LPCVD法（Low Pressure Chemical Vapor Deposition)、常圧よりやや低い 600Torr程度の圧力の SACVD法（Subatmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition)、超高真空の UHVCVD法（Ultra- High- Vacuum Chemical Vapor Depos ition)、 600〜1000°Cの高温の熱 CVD法、高周波プラズマエネルギーを用い 200 〜450°Cで成膜するプラズマ CVD法（Plasma- Enhanced Chemical Vapor Deposition )、紫外線による励起を利用した光 CVD法、ソースに有機金属を用いたィ匕合物結晶成長用の MOCVD法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition)等が挙げられる。

[0027] CVD法にぉ、て DLC被膜層を形成するために用いられる炭化水素系原料ガスとしては、シクロへキサン、ベンゼン、アセチレン、メタン、ブチルベンゼン、トルエン、シクロペンタン等の公知のガス種の一種又は二種以上が用いられる。前記 DLC被膜層の厚さが 0. 1〜： LO /z mであることが好ましい。

[0028] 銅メツキ層の上に CVD法によって DLC被膜層を形成する場合には、密着層が、ァルミ-ゥム (A1)、リン (P)、チタン (Ti)及び珪素（Si)力もなる群力も選ばれる一種又は二種以上力も形成されるのが好ましい。密着層の厚さとしては 0. 1〜1 μ mが好適である。該密着層の形成方法は特に限定されないが、 DLC被膜層の形成方法と同種の方法を用いることが好適である。

[0029] CVD法により前記密着層を形成する場合、トリメチルアルミニウム、チタニウムテトライソプロポキシド、チタニウムテトラエトキシド、テトラメチルシラン、亜リン酸トリメチル、へキサメチルジシロキサンからなる群から選ばれる一種又は二種以上のガス種を用いるのが好適である。

[0030] 次に、図 1 (b)に示す如ぐ DLC被膜層 14にレーザー 16によってレーザーアブレーシヨンを直接行うことにより DLC被膜層 14及び密着層 13のグラビアセル形成部分 18の除去を行う（図 2のステップ 106)。レーザーアブレーシヨンの方法としては、従来公知の YAGレーザー装置によるレーザーアブレーシヨ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ヨンが可能であることは勿論である。

[0031] 次に、 DLC被膜層 14及び密着層 13が除去されたグラビアセル形成部分 18の銅メツキ層 12の除去によってグラビアセル 20を形成する（図 2のステップ 108)。銅メツキ層 12の除去によってグラビアセル 20を形成する方法としては、従来公知のエツチング法ゃ電子彫刻法の他に、レーザーアブレーシヨンを用いた方法も採用できる。前記グラビアセルの深度は 5〜150 μ mが好ましい。

[0032] 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 22が得られる。

得られたグラビア製版ロール 22にお、ては、グラビアセル 20を形成しな、銅メツキ層 12の表面部分は DLC被膜層 14によって被覆されている力グラビアセル 20の内部には DLC被膜層 14が形成されて、な、構造となって、る。この本発明のグラビア製版ロール 22の構造は、グラビアセル 20の内部及びグラビアセル 20を形成しな!、表面部分の全てをクロムメツキ被覆した従来構造とは、グラビアセル 20の内部が被覆されて、な、点で構造的に異なるが、グラビアセル 20の内部はグラビアインキを収容する機能を果たせばょ、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。実施例

[0033] 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、ことは、うまでもな!/、。

[0034] (実施例 1〜3)

円周 600mm、面長 1100mmのグラビアシリンダー（アルミ中空ロール）をメツキ槽に装着し、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、メツキ液をオーバーフローさせ、中空ロールを全没させて 18A 6. 0Vで 80 mの銅メツキ層を形成した。メツキ時間は 20分、メツキ表面はブッゃピットの発生がなぐ均一な銅メツキ層を得た。

[0035] このグラビアセルが、まだ形成されて!ヽなヽ銅メツキ層の上にスパッタリング法によつてタングステン (W)層を形成した。スパッタリング条件は次の通りである。タンダステン (W)試料：固体タングステンターゲット、雰囲気：アルゴンガス雰囲気、成膜温度： 2 00〜300°C、成膜時間： 60分、成膜厚さ： 0. 1 m。

[0036] 次に、タングステン層 (W)の上に炭化タングステン層を形成した。スパッタリング条件は次の通りである。タングステン (W)試料：固体タングステンターゲット、雰囲気：ァルゴンガス雰囲気で炭化水素ガスを徐々に増加、成膜温度：200〜300°C、成膜時間： 60分、成膜厚さ： 0.： m。

[0037] さらに、炭化タングステン層の上にスパッタリング法によってダイヤモンドライクカーボン (DLC)被膜を形成した。スパッタリング条件は次の通りである。 DLC試料：固体カーボンターゲット、雰囲気:アルゴンガス雰囲気、成膜温度： 200〜300°C、成膜時間： 150分、成膜厚さ： 1 /ζ πι。

[0038] このようにして形成された DLC被膜層に対して、公知の YAGレーザー装置によるレーザーアブレーシヨンによって DLC被膜層のグラビアセル形成部分の除去を行つた。次に、該 DLC被膜層が除去されたグラビアセル形成部分の銅メツキ層をエツチングにより除去し、グラビアセルを形成した。このようにして、グラビアセルの深度を 10 m (実施例 1)、 18 /z m (実施例 2)、 30 m (実施例 3)とした 3本のグラビア製版ロールを製造した。上記エッチングは、銅濃度 60gZL、塩酸濃度 35gZL、温度 37°C、時間 70秒の条件でスプレー方式によって行った。

[0039] 上記した 3本のグラビアシリンダーを用いて、実施例 1 (グラビアセルの深度： 10 m )のグラビアシリンダーに対しては水性インキ、実施例 2 (グラビアセルの深度： 18 m )に対しては油性インキ、実施例 3 (グラビアセルの深度： 30 m)に対しては銀ぺーストインキをそれぞれ適用して OPP (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： 200mZ分、 OPPフィルムの長さ： 40 00m)を行った。得られた印刷物はいずれも版カプリがなぐ転位性が良好であった。この結果として、予め銅メツキ層に感光剤を塗布してグラビアセルを形成して力も D LC被膜層を形成しなくとも、銅メツキ層の表面に DLC被膜層を設けてその上からレ一ザ一アブレーシヨンをすることで、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 DLC被膜層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。

[0040] なお、金属層及び炭化金属層における金属として、タングステンの代わりに、珪素、チタン、クロム、タンタル又はジルコニウムを用いて同様の実験を行い、同様の結果が得られることを確認した。

[0041] (実施例 4) スパッタリング法により密着層（タングステン層及び炭化タングステン層）及び DLC 被膜層を形成する代わりに、下記の手順により CVD法により密着層（アルミニウム層）及び DLC被膜層を形成した以外は実施例 1と同様にして本発明のグラビア製版ロールを作製した。

まず、グラビアセルがヽまだ形成されて、なヽ銅メツキ層の上面にガス種としてトリメチルアルミニウムを用いプラズマ CVD法によって厚さ 0. 1 μ mのアルミニウム（A1)層を形成した。次に、アルミニウム (A1)層の上面にプラズマ CVD法によって厚さ: m の DLC被膜層を被覆形成した後、実施例 1と同様にグラビアセルを形成し、グラビア製版ロールを完成した。このグラビア製版ロールを用いて実施例 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。

なお、密着層を形成するガス種として、トリメチルアルミニウムの代わりに、亜リン酸トリメチル、チタニウムテトライソプロボキシド又はテトラメチルシランを用い、リン層、チタン層又は珪素層を形成した以外は実施例 4と同様の方法でグラビア製版ロールを作製し、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

Claims

請求の範囲

[1] 版母材と、該版母材の表面に設けられた銅メツキ層と、該銅メツキ層の表面を被覆するように形成された密着層と、該密着層の表面を被覆するように形成された DLC 被膜層と、該 DLC被膜層と密着層と銅メツ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、を有することを特徴とするグラビア製版ロール。

[2] 前記密着層が、前記銅メツキ層の表面に設けられた金属層と、該金属層の表面に設けられた当該金属の炭化金属層と、を有することを特徴とする請求項 1記載のダラビア製版ロール。

[3] 前記炭化金属層が、炭化金属傾斜層であって、該炭化金属傾斜層における炭素の組成比が前記金属層側から前記ダイヤモンドライクカーボン被膜方向に対して炭素の比率が徐々に増大するように設定されて!ヽることを特徴とする請求項 2記載のグラビア製版ロール。

[4] 前記金属層を形成する金属が、タングステン (W)、珪素（Si)、チタン (Ti)、クロム（ Cr)、タンタル (Ta)、及びジルコニウム (Zr)力なる群力選ばれる一種又は二種以上の金属であることを特徴とする請求項 2又は 3記載のグラビア製版ロール。

[5] 前記密着層が、アルミニウム (A1)、リン (P)、チタン (Ti)及び珪素（Si)力もなる群から選ばれる一種又は二種以上力形成されることを特徴とする請求項 1記載のグラビァ製版ロール。

[6] 版母材を準備する工程と、

該版母材の表面に銅メツキ層を形成する銅メツキ工程と、

該銅メツキ層の上に密着層を形成する密着層形成工程と、

該密着層の上に PVD法又は CVD法により DLC被膜層を形成する DLC被膜層形成工程と、

レーザーアブレーシヨンによって前記 DLC被膜層及び密着層のグラビアセル形成部分の除去を行う DLC被膜層除去工程と、

該 DLC被膜層及び密着層が除去されたグラビアセル形成部分の前記銅メツ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。

[7] 前記 DLC被膜層が PVD法によって形成され、前記密着層が前記銅メツキ層の表面に設けられた金属層と、該金属層の表面に設けられた当該金属の炭化金属層と、を有することを特徴とする請求項 6記載のグラビア製版ロールの製造方法。

[8] 前記炭化金属層が、炭化金属傾斜層であって、該炭化金属傾斜層における炭素の組成比が前記金属層側から前記ダイヤモンドライクカーボン被膜方向に対して炭素の比率が徐々に増大するように設定されて!ヽることを特徴とする請求項 7記載のグラビア製版ロールの製造方法。

[9] 前記金属層を形成する金属が、タングステン (W)、珪素（Si)、チタン (Ti)、クロム（ Cr)、タンタル (Ta)、及びジルコニウム (Zr)力なる群力選ばれる一種又は二種以上の金属であることを特徴とする請求項 7又は 8記載のグラビア製版ロールの製造方法。

[10] 前記 DLC被膜層が CVD法によって形成され、前記密着層が、アルミニウム (A1)、リン (P)、チタン (Ti)及び珪素（Si)からなる群から選ばれる一種又は二種以上から形成されることを特徴とする請求項 6記載のグラビア製版ロールの製造方法。