(57)【要約】【課題】製浩効率及び生産性を向上した印刷用ロール及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の印刷用ロール１００は、シリンダロール１１０と、このシリンダロール１１０に溶射方式によって形成された印刷パターン層１２４とを含む。印刷パターン層１２４は、高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）方式を用いて形成された溶射被膜をレーザで加工して形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダロールと、
前記シリンダロールに溶射方式によって形成された印刷パターン層と
を含む印刷用ロール。
【請求項２】
前記印刷パターン層は、高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）方式を用いて形成された溶射被膜をレーザで加工して形成される、請求項１に記載の印刷用ロール。
【請求項３】
前記印刷パターン層の厚さは、３５０μｍ以下である請求項１に記載の印刷用ロール。
【請求項４】
前記印刷パターン層は、５μｍ〜３０μｍの深みの溝を有する請求項１に記載の印刷用ロール。
【請求項５】
溶射材料を準備するステップと、
前記溶射材料を用いてシリンダロール上に溶射被膜を形成するステップと、
前記溶射被膜に対してレーザ加工工程を行って印刷パターン層を形成するステップと
を含む印刷用ロールの製造方法。
【請求項６】
前記溶射材料を準備するステップは、８０ｗｔ％〜９５ｗｔ％の金属カーバイド及び５ｗｔ％〜２０ｗｔ％の金属パウダを混合するステップを含む請求項５に記載の印刷用ロールの製造方法。
【請求項７】
前記溶射材料を準備するステップは、８０ｗｔ％〜９５ｗｔ％のタングステンカーバイドと、４ｗｔ％〜１５ｗｔ％のコバルトと、１ｗｔ％〜５ｗｔ％のクロムパウダとを混合するステップを含む、請求項５に記載の印刷用ロールの製造方法。
【請求項８】
前記溶射材料を準備するステップは、８０ｗｔ％〜９５ｗｔ％のタングステンカーバイドと、３ｗｔ％〜１２ｗｔ％のコバルトパウダと、１．５ｗｔ％〜６ｗｔ％のクロムパウダと、０．５ｗｔ％〜２ｗｔ％のニッケルパウダとを混合するステップを含む、請求項５に記載の印刷用ロールの製造方法。
【請求項９】
前記溶射被膜を形成するステップは、前記溶射材料を高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）方式によって行われる、請求項５に記載の印刷用ロールの製造方法。
【請求項１０】
前記印刷パターン層を形成するステップは、前記溶射被膜を１０００ｎｍ〜１１００ｎｍ波長及び３００ｎｓ以下のパルス幅を有するレーザで加工するステップを含む、請求項５に記載の印刷用ロールの製造方法。
【請求項１１】
前記溶射被膜を形成するステップは、前記溶射被膜が１５０μｍ〜４００μｍの厚さを有するように行われ、
前記印刷パターン層を形成するステップは、前記印刷パターン層が３５０μｍ以下の厚さを有するように行われる、請求項５に記載の印刷用ロールの製造方法。
【請求項１２】
前記溶射被膜を平坦化する工程を、さらに含む請求項５に記載の印刷用ロールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷用ロール及びその製造方法に関し、特に、製造効率及び寿命特性を向上した印刷用ロール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、印刷用ロールとしてグラビア製版ロールが広く使われている。このグラビア製版ロールは陰刻パターンを有するロールであって、通常、鋼鉄やその他金属材料のシリンダロール（ｃｙｌｉｎｄｅｒ  ｒｏｌｌ）及び該シリンダロールの表面に形成された陰刻印刷パターン層を有する。
【０００３】
そのようなグラビア製版ロールの製造には、シリンダロールに銅（Ｃｕ）などのめっき層を形成するめっき工程と、該めっき層上に感光液を用いてブラックコーティング膜を形成する工程と、このブラックコーティング膜の一部を除去するレーザ工程と、前記めっき層を所望の深みで加工するエッチング工程と、前記ブラックコーティング膜を除去する工程と、前記めっき層の表面保護のためにクロム（Ｃｒ）などの材料でめっき層を形成する表面保護層形成工程とを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】韓国公開特許第１０-２０１１-００７０９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、そのような印刷用ロールは、一定時間の間、使用すると、ドクタブレードや印刷インクに含まれた金属成分によって該表面保護層が剥れされてしまい、印刷製品の不良が生じ、ロールの寿命が短くなる。また、上記のような印刷用ロールは、その製作のために、生産設備が高く且つ工程が複雑な露光及びエッチング工程を行わなければならないので、製造工程の効率及び生産性が低下する。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであって、その目的は、製造効率及び生産性を向上した印刷用ロール及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、寿命特性を向上した印刷用ロール及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を解決するために、本発明による印刷用ロールは、シリンダロール及び該シリンダロールに溶射方式（ｔｈｅｒｍａｌ  ｓｐｒａｙ  ｍｅｔｈｏｄ）によって形成された印刷パターン層（ｐｒｉｎｔｉｎｇ  ｐａｔｔｅｒｎ  ｌａｙｅｒ）を含む。
【０００９】
本発明の実施形態によれば、前記印刷パターン層は、高速フレーム溶射（ｈｉｇｈ  ｖｅｌｏｃｉｔｙ  ｏｘｙ−ｆｕｅｌ  ｃｏａｔｉｎｇ  ｓｐｒａｙｉｎｇ：ＨＶＯＦ）方式を用いて形成された溶射被膜をレーザで加工して形成される。
【００１０】
一実施形態によれば、前記印刷パターン層の厚さは、３５０μｍ以下である。
【００１１】
一実施形態によれば、前記印刷パターン層は、５μｍ〜３０μｍの深さの溝を有する。
【００１２】
また、本発明の他の実施形態による印刷用ロールの製造方法は、溶射材料を準備するステップと、前記溶射材料を用いてシリンダロール上に溶射被膜を形成するステップと、前記溶射被膜に対してレーザ加工工程を行って印刷パターン層を形成するステップとを含む。
【００１３】
一実施形態によれば、前記溶射材料を準備するステップは、８０ｗｔ％〜９５ｗｔ％の金属カーバイドと、５ｗｔ％〜２０ｗｔ％の金属パウダとを混合するステップを含む。
【００１４】
一実施形態によれば、前記溶射材料を準備するステップは、８０ｗｔ％〜９５ｗｔ％のタングステンカーバイドと、４ｗｔ％〜１５ｗｔ％のコバルトと、１ｗｔ％〜５ｗｔ％のクロムパウダとを混合するステップを含む。
【００１５】
一実施形態によれば、前記溶射材料を準備するステップは、８０ｗｔ％〜９５ｗｔ％のタングステンカーバイドと、３ｗｔ％〜１２ｗｔ％のコバルトパウダと、１．５ｗｔ％〜６ｗｔ％のクロムパウダと、０．５ｗｔ％〜２ｗｔ％のニッケルパワダとを混合するステップを含む。
【００１６】
一実施形態によれば、前記溶射被膜を形成するステップは、前記溶射材料に対する加工を、高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）方式を用いて行う。
【００１７】
一実施形態によれば、前記印刷パターン層を形成するステップは、前記溶射被膜を１０００ｎｍ〜１１００ｎｍ波長及び３００ｎｓ以下のパルス幅を有するレーザで加工するステップを含む。
【００１８】
一実施形態によれば、前記溶射被膜を形成するステップは、前記溶射被膜が１５０μｍ〜４００μｍの厚さを有するように行われ、前記印刷パターン層を形成するステップは、前記印刷パターン層が３５０μｍ以下の厚さを有するように行われる。
【００１９】
一実施形態によれば、前記溶射被膜を平坦化する工程を、さらに含む。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、溶射方式によって形成された印刷パターン層を印刷用板体として用いて、印刷工程時、めっきパターンの表面保護層の剥れによって生じる印刷不良や印刷用ロールの寿命の減少を防止することができる。
【００２１】
また、本発明によれば、相対的に銅より高い硬度の金属パターン層を印刷パターン層として具現することができ、鋼材料の印刷パターン層を用いる場合に比べて、ロールの寿命を向上させることができる。
【００２２】
また、本発明によれば、めっき及びエッチング工程を用いてロールを製造する場合に比べて、工程を単純化して、生産性を向上させることができる。
【００２３】
また、本発明によれば、銅パターンを印刷パターン層として用いる印刷用ロールに比べて、印刷工程時、めっきパターンの表面保護層の剥れによって生じる印刷不良及び寿命減少を防止するような印刷用ロールを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態による印刷用ロールを示す図面である。
【図２】本発明の実施形態による印刷用ロールの製造方法を示す順序図である。
【図３】本発明の実施形態による印刷用ロールの製造過程を説明するための図面である。
【図４】本発明の実施形態による印刷用ロールの製造過程を説明するための図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の好適な実施の形態は図面を参考にして詳細に説明する。次に示される各実施の形態は当業者にとって本発明の思想が十分に伝達されることができるようにするために例として挙げられるものである。従って、本発明は以下示している各実施の形態に限定されることなく他の形態で具体化されることができる。そして、図面において、装置の大きさ及び厚さなどは便宜上誇張して表現されることができる。明細書全体に渡って同一の参照符号は同一の構成要素を示している。また、直角で示されたエッチング領域は、丸になるかまたは所定の曲率を有するような形態で設けられてもよい。
【００２６】
本明細書で使われた用語は、実施形態を説明するためのものであって、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数形は文句で特別に言及しない限り複数形も含む。明細書で使われる「含む」とは、言及された構成要素、ステップ、動作及び／又は素子は、一つ以上の他の構成要素、ステップ、動作及び／又は素子の存在または追加を排除しないことに理解されたい。
【００２７】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による印刷用ロール及びその製造方法について詳記する。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態による印刷用ロールを示す図面である。図１を参照して、本発明の実施形態による印刷用ロール１００は、シリンダロール１１０と、このシリンダロール１１０上に形成された印刷パターン層１２４とを含む。
【００２９】
前記シリンダロール１１０はセラミックス材料から成る。ただ、前記シリンダロール１１０がセラミックス材料から成る場合、該セラミックス材料の特性上、前記印刷パターン層１２０の形成のための溶射被膜に気孔が発生し、印刷工程時にインクが転移してしまうという問題がある。
【００３０】
前記印刷パターン層１２４は、前記シリンダロール１１０の表面に形成されて特定な印刷対象物（図示せず）上に印刷パターン層を形成するためのものである。すなわち、前記印刷パターン層１２４は、印刷用板体そのものとして、印刷工程時に該印刷対象物に対してインクを直接転写させるパターンであってもよい。前記印刷パターン層１２４は、溶射（ｔｈｅｒｍａｌ  ｓｐｒａｙ）方式によって形成された溶射被膜をレーザ加工工程することによって形成される。このような印刷パターン層１２４の詳細製造工程については後述する。
【００３１】
前記印刷パターン層１２４は、金属材料から成る金属パターン層であってもよい。例えば、前記印刷パターン層１２４は、銅に比べて相対的に高い硬度を有する金属カーバイド、または、金属パウダの混合材料を溶射材料として形成されたパターン層であってもよい。例えば、前記金属カーバイドには、タングステンカーバイド（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ  ｃａｒｂｉｄｅ）が挙げられる。前記金属パウダには、コバルト（ｃｏｂａｌｔ）、クロム（ｃｈｒｏｍｅ）、チタン（ｔｉｔａｎｉｕｍ）、モリブデン（ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ）、アルミニウム（ａｌｕｍｉｎｕｍ）、ニッケル（ｎｉｃｋｅｌ）のうちの少なくともいずれか一つが挙げられる。一例として、前記印刷パターン層１２４は、タングステン、コバルト及びクロムを含む金属パターン層であってもよい。他の例として、前記印刷パターン層１２４は、タングステン、コバルト、クロム、ニッケルを含む金属パターン層であってもよい。前記印刷パターン層１２４には、多様な金属材料が使われてもよく、これに限定するものではない。
【００３２】
一実施形態によれば、前記印刷パターン層１２４は、略３５０μｍ以下の厚さＴ１を有する。前記印刷パターン層１２４の厚さＴ１が３５０μｍ超の場合、前記印刷パターン層１２４の形成のための溶射被膜の形成工程時、該溶射材料の使用量が増加し、工程時聞が過度に増加してしまうことがある。したがって、前記印刷パターン層１２４の厚さＴ１は、望ましくは、略３５０μｍ以下に調節される。
【００３３】
前記印刷パターン層１２４は、印刷板体として機能するための溝１２６を有する。前記溝１２６は、溶射被膜に対してレーザ直接加工工程を行って形成される。前記溝１２６の深みＤは、略５μｍ〜３０μｍに調節される。この溝１２６の深みＤが５μｍ未満の場合、印刷工程時、該溝１２６に満たされるインクの量が少なく、印刷効率が低下する。これに対して、溝１２６の深みＤが３０μｍ超の場合、印刷工程時、溝１２６に満たされるインクの一部が転写されることなく残留してしまうという不都合がある。
【００３４】
前述のように、本発明の実施形態による印刷用ロール１００は、シリンダロール１１０と、該シリンダロール１１０上に溶射方式によって形成され、印刷用板体として機能する印刷パターン層１２４とを有する。この場合、めっきパターンを印刷用板体として、印刷用ロールに比べて、ドクタブレード及び印刷インク金属成分によってめっきパターンの表面を保護する表面保護層の剥れによって生じる印刷不良やロールの寿命減少を防止することができる。これによって、本発明による印刷用ロールは、溶射方式によって形成された印刷パターン層を印刷用板体として用いて、印刷工程時めっきパターンの表面保護層の剥れによって生じる印刷不良や印刷用ロールの寿命の減少を防止することができる。
【００３５】
また、本発明の実施形態による印刷用ロール１１０は、シリンダロール１１０と、例えば、タングステン材料の印刷パターン層１２４とを有する。この場合、銅印刷パターン層を有する印刷用ロールに比べて、相対的に高い硬度のタングステンのような金属パターン層を印刷パターン層として使うことができる。これによって、本発明による印刷用ロールは、相対的に銅より高い硬度の金属パターン層を印刷パターン層として具現することができ、銅材料の印刷パターン層を用いる場合に比べて、ロールの寿命を向上させることができる。
【００３６】
次に、前述の本発明の実施形態による印刷用ロールの製造方法について詳記し、重複する説明は省略することにする。
【００３７】
図２は、本発明の実施形態による印刷用ロールの製造方法を示す順序図で、図３及び図４は各々、本発明の実施形態による印刷用ロールの製造過程を説明するための図面である。
【００３８】
図２に示すように、溶射材料を準備する（Ｓ１１０）。この溶射材料を準備するステップは、所定の金属カーバイド及び金属パウダを混合して混合物を製造するステップを含む。前記金属カーバイドまたは前記金属パウダには、銅（Ｃｕ）に比べて相対的に硬度が高い金属材料が挙げられる。一例として、前記金属カーバイドには、タングステンカーバイドが挙げられる。前記金属パウダには、コバルト、クロム、チタン、モリブデン、アルミニウム、ニッケルのうちの少なくともいずれか一つが挙げられる。
【００３９】
前記のような金属カーバイド及び金属パウダの含量は、多様に調節されてもよい。一例として、前記溶射材料を準備するステップは、８０ｗｔ％〜９５ｗｔ％のタングステンカーバイドと、４ｗｔ％〜１５ｗｔ％のコバルトと、１ｗｔ％〜５ｗｔ％のクロムパウダとを混合して行われてもよい。他の例として、前記溶射材料を準備するステップは、８０ｗｔ％〜９５ｗｔ％のタングステンカーバイドと、３ｗｔ％〜１２ｗｔ％のコバルトパウダと、１．５ｗｔ％〜６ｗｔ％のクロムパウダと、O．５ｗｔ％〜２ｗｔ％のニッケルパウダとを混合して行われてもよい。
【００４０】
一実施形態によれば、前記金属カーバイドの粒子大きさは、略１５μｍ〜４５μｍを有する。該金属カーバイドの粒子大きさが１５μｍ未満の場合、溶射被膜の形成時に予め決められた溶融温度に至る前に金属カーバイドが溶融されてしまうという問題があり、また溶射材料状態（すなわち、パウダ状態）で飛散され易く、溶射工程処理の作業が難しくなる。これに対して、金属カーバイドの粒子大きさが４５μｍ超の場合、溶射被膜の形成時に、予め決められた溶融温度で溶融せず、該金属カーバイドが溶射被膜内に決定状態として残留するという不都合がある。
【００４１】
図２及び図３を参照して、溶射材料を溶射方式（ｔｈｅｒｍａｌ  ｓｐｒａｙｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ）を用いてシリンダロール１１０の表面に溶射被膜１２２を形成する（Ｓ１２０）。この溶射方式は、所定の噴射器１０を用いて、シリンダロール１１０の表面に所定の溶融性材料をコートする作業を含む。この溶射方式には、プラズマスプレー（ｐｌａｓｍａ  ｓｐｒａｙｉｎｇ）、デトネーションスプレー（ｄｅｔｏｎａｔｉｏｎｓ  ｐｒａｙｉｎｇ）、ワイヤアークスプレー工程（ｗｉｒｅ  ａｒｃ  ｓｐｒａｙｉｎｇ）、フレームスプレー（ｆｌａｍｅ  ｓｐｒａｙｉｎｇ）、 ワームスプレー（ｗａｒｍ  ｓｐｒａｙｉｎｇ）、コールドスプレー（ｃｏｌｄ  ｓｐｒａｙｉｎｇ）、高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）のうちの少なくともいずれか一つが挙げられる。
【００４２】
一例として、前記溶射方式として高速フレーム溶射方式を使ってもよい。この高速フレーム溶射方式を用いる場合、他の溶射方式に比べて相対的に徽密な溶射被膜組職の形成が可能になり、印刷工程においてインクが転移されるという不都合が発生されない。他の例として、前記真空プラズ、マスプレー方式が挙げられ、この場合にも他の溶射方式に比べて相対的に微細な溶射被膜組職を形成することができる。
【００４３】
一方、前記溶射被膜１２２の形成工程は、前記溶射被膜１２２の厚さＴ２が略１５０μｍ〜４００μｍに調節されるように行われる。前記溶射被膜１２２の厚さＴ２を１５０μｍ以上にする理由は、前記溶射被膜１２２が印刷パターン層１２４として機能するための最小限の厚さマージンを確保するためである。詳しくは、前記溶射被膜１２２の形成後には、後続工程として溶射被膜１２２を平坦化する工程が行われる。この平坦化工程は、前記のような溶射被膜形成工程後及び後述するレーザ加工工程後に選択的に行われてもよい。このような平坦化工程によって、溶射被膜１２２の厚さが略３０μｍ〜１００μｍに減少することができる。また、前記溶射被膜１２２に対して一定深みの溝１２６を形成することによって、印刷パターン層として機能することができる。これによって、前記のような平坦化による厚さの減少及び印刷パターン層のための溝の形成などを考慮すると、前記溶射被膜１２２の厚さＴ２は望ましくは、略１５０μｍ以上に設ける。これに対して、前記溶射被膜１２２の厚さＴ２が４００μｍ超の場合、前記溶射被膜１２２を形成する工程時間が過度に増加し、溶射材料の使用量が不必要に増加することになる。
【００４４】
次に、図２及び図４に示すように、溶射被膜１２２に対してレーザ加工工程を行って前記溶射被膜１２２に溝１２６を形成することによって、印刷パターン層１２４を形成する（Ｓ１３０）。該レーザ加工工程は、所定のレーザ２０を用いて前記溶射被膜１２２に直接レーザを調査することによって行われる。
【００４５】
このレーザ加工工程には、二酸化炭素レーザ、酸素レーザ、イットリウムアルニウムガーネットレーザ（Ｙｔｔｒｉｕｍ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｇａｒｎｅｔ  ｌａｓｅｒ：ＹＡＧ  ｌａｓｅｒ）、エキシマレーザ、ファイパーレーザのうちのいずれか一つを用いる工程が挙げられる。一例として、前記レーザ直接加工工程は、略１０００ｎｍ〜１１００ｎｍ波長及び略数十ナノ秒（ｎｓ）以下のパルス幅を有するファイバーレーザ（ｆｉｂｅｒ  ｌａｓｅｒ）を使ってもよい。望ましくは、略３００ｎｓ以下の相対的にショートなパルス幅を有するファイバーレーザで溝を形成することができる。前記ファイバーレーザのパルス幅が３００ｎｓ超、ひいては、マイクロ単位以上の場合、レーザ加工工程時レーザの瞬間出力が低く、該レーザ加工に必要な瞬間エネルギが十分ではないことがある。前記レーザの加工深みは、略５μｍ〜３０μｍであってもよい。これによって、略５μｍ〜３０μｍの深みＤを有する前記溝１２６が形成される。
【００４６】
前述のようなレーザ加工工程は、略１回〜７回位繰り返して行われる。詳しくは、１回のレーザ加工工程によって、溶射被膜１２２は、略３μｍ〜５μｍの深みに加工される。これによって、前述のような所望の深み、すなわち略５μｍ〜３０μｍの深みＤを有する溝１２６を形成するためには、前述のようになレーザ加工工程を略１回〜７回位繰り返して行う。
【００４７】
また、前記レーザ加工工程の前または後には、前記溶射被膜１２２を平坦化する作業が追加に行われてもよい。この平坦化工程は機械的平坦化工程として、前記溶射方式によって形成された溶射被膜１２２の表面を平坦化する作業である。この平坦化工程は前述のように、前記印刷パターン層１２４の厚さＴ１が略３５０μｍ以下に調節されるように行われる。
【００４８】
前述のように、本発明の実施形態による印刷用ロールの製造方法は、シリンダロール１１０上に溶射被膜１２２を形成するステップと、前記溶射被膜１２２にレーザ直接加工工程によって印刷パターン層１２４を形成するステップとを含む。この場合、めっき及びエッチング工程のような相対的に複雑で且つ高費用の生産設備が不要である。これによって、発明による印刷用ロールの製造方法は、めっき及びエッチング工程を用いてロールを製造する場合に比べて、工程を単純化し、生産性を向上することができる。
【００４９】
また、本発明の実施形態による印刷用ロールの製造方法は、銅に比べて相対的に高い硬度を有するタングステンなどの金属パターン層を印刷パターン層として用いる印刷用ロールを製造することができる。これによって、本発明による印刷用ロールの製造方法は、銅パターン層を印刷パターン層として用いる印刷用ロールに比べて、印刷工程時にめっきパターン層の表面保護層の剥れによって生じる印刷不良や寿命減少を防止する印刷用ロールを製造することができる。
【００５０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、前記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５１】
１００  印刷用ロール
１１０  シリンダロール
１２２  容射被膜
１２４  印刷パターン層
１２６  溝
【図１】
2014034211.tif 000003
【図２】
2014034211.tif 000004
【図３】
2014034211.tif 000005
【図４】
2014034211.tif 000006