(57)【要約】【課題】    本発明は、毒性がなくかつ公害発生の心配も皆無な表面強化被覆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。【解決手段】  版母材と、該版母材の表面に設けられかつ表面に多数のグラビアセルが形成された銅メッキ層と、該銅メッキ層の表面を被覆するニッケル又はその合金のメッキ層と、を含み、前記ニッケル又はその合金のメッキ層を過熱水蒸気によって加熱処理することによってその硬度を向上させてなるようにした。【選択図】図１
2008111149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
版母材と、該版母材の表面に設けられかつ表面に多数のグラビアセルが形成された銅メッキ層と、該銅メッキ層の表面を被覆するニッケル又はその合金のメッキ層と、を含み、前記ニッケル又はその合金のメッキ層を過熱水蒸気によって加熱処理することによってその硬度を向上させてなることを特徴とするグラビア製版ロール。
【請求項２】
前記銅メッキ層の厚さが５０〜２００μｍ、前記グラビアセルの深度が５〜１５０μｍ、及び前記ニッケル又はその合金のメッキ層の厚さが０．１〜１５μｍであることを特徴とする請求項１記載のグラビア製版ロール。
【請求項３】
前記ニッケル又はその合金のメッキ層が、電解メッキ又は無電解メッキによって形成されることを特徴とする請求項１又は２記載のグラビア製版ロール。
【請求項４】
版母材を準備する工程と、該版母材の表面に銅メッキ層を形成する銅メッキ工程と、該銅メッキ層の表面に多数のグラビアセルを形成するグラビアセル形成工程と、該グラビアセルが形成された銅メッキ層の表面に電解メッキ又は無電解メッキによってニッケル又はその合金のメッキ層を形成するニッケルメッキ工程と、前記ニッケル又はその合金のメッキ層を過熱水蒸気によって加熱処理する加熱処理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。
【請求項５】
前記銅メッキ層の厚さが５０〜２００μｍ、前記グラビアセルの深度が５〜１５０μｍ、及び前記ニッケル又はその合金のメッキ層の厚さが０．１〜１５μｍであることを特徴とする請求項４記載のグラビア製版ロールの製造方法。
【請求項６】
前記加熱処理されたニッケル又はその合金のメッキ層の表面を冷水又は温水で洗浄する工程をさらに含むことを特徴とする請求項４又は５記載のグラビア製版ロールの製造方法。
【請求項７】
前記過熱水蒸気による加熱処理の条件を１００℃を超え４００℃以下、１分〜１時間とすることを特徴とするグラビア製版の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロムメッキを用いることなく、充分な強度を有する表面強化被覆層を具備することができるようにしたグラビア製版ロール及びその製造方法に関し、特にクロムメッキ層の代替としてニッケル又はその合金のメッキ層を設けるようにした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、版母材に対し、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金属製中空ロール（版母材）又はＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチックス）等のプラスチック製中空ロール(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法又は電子彫刻法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。しかし、クロムメッ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いるのが現状である。
【０００３】
クロムメッキに替わるメッキ方法としては、電解メッキ又は無電解メッキによってニッケル又はその合金のメッキ層を形成する方法があり、下記に示す特許文献１〜７等の文献が知られている。
【特許文献１】特開２００５−２５６１７０号
【特許文献２】特開２００５−１４６４１１号
【特許文献３】特許第２９３７４２６号
【特許文献４】特許第３３３３５６１号
【特許文献５】特許第３８２６６５１号
【特許文献６】米国特許第６２００４５０号
【特許文献７】米国特許第６３７２１１８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らは、上記した従来技術の問題点に鑑み、クロムメッキ方法に替わる新規なメッキ方法を開発すべく種々のメッキ溶液をあらたに調製して多数の実験を重ねた結果、ニッケル又はその合金のメッキが有力なクロムメッキ代替メッキとなりうると考えて研究を進めたところ、得られたニッケル又はその合金のメッキ層の強度が十分ではなく、その強度を向上をすべく種々研究を重ねた結果、過熱水蒸気による加熱処理を利用することによって、従来のクロム層に匹敵する強度を有しかつ毒性はなく公害発生の心配も全くない表面強化被覆層を得ることができることを見出し、本発明を完成した。
【０００５】
本発明は、毒性がなくかつ公害発生の心配も皆無な表面強化被覆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】
【０００６】
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かつ表面に多数のグラビアセルが形成された銅メッキ層と、該銅メッキ層の表面を被覆するニッケル又はその合金のメッキ層と、を含み、前記ニッケル又はその合金のメッキ層を過熱水蒸気によって加熱処理することによってその硬度を向上させてなることを特徴とする。
【０００７】
前記ニッケル又はその合金のメッキ層は、電解メッキ又は無電解メッキによって形成されるものである。
【０００８】
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ッキ層を形成する銅メッキ工程と、該銅メッキ層の表面に多数のグラビアセルを形成するグラビアセル形成工程と、該グラビアセルが形成された銅メッキ層の表面に電解メッキ又は無電解メッキによってニッケル又はその合金のメッキ層を形成するニッケルメッキ工程と、前記ニッケル又はその合金のメッキ層を過熱水蒸気によって加熱処理する加熱処理工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
前記加熱処理されたニッケル又はその合金のメッキ層の表面を冷水又は温水で洗浄する工程をさらに含むことによって、ニッケル又はその合金のメッキ層の硬度がさらに向上させることができる。冷水は常温水を用いればよく、温水は４０℃〜１００℃程度の加熱水を用いればよい。洗浄時間は３０秒〜１０分程度で十分である。
【００１０】
前記過熱水蒸気による加熱処理の条件を１００℃を超え４００℃以下、１分〜１時間とするのが好ましい。
【００１１】
本発明のグラビア製版ロールにおいては、前記銅メッキ層の厚さが５０〜２００μｍ、前記グラビアセルの深度が５〜１５０μｍ、及び前記ニッケル又はその合金のメッキ層の厚さが０．１〜１５μｍであるのが好適である。
【００１２】
前記グラビアセルの形成は、エッチング法又は電子彫刻法によって行えばよいが、エッチング法が好適である。ここでエッチング法は版母材の銅メッキ層に感光液を塗布して直接焼き付けた後、エッチングしてグラビアセルを形成する方法である。電子彫刻法は、デジタル信号によりダイヤモンド彫刻針を機械的に作動させ版母材の銅メッキ層表面にグラビアセルを彫刻する方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のグラビア製版ロールによれば、表面強化被覆層として過熱水蒸気によって加熱処理したニッケル又はその合金のメッキ層を用いることにより、クロムメッキ工程を省略することができるので、毒性の高い六価クロムを用いることがなくなり、作業の安全性を図るための余分なコストが不要で、公害発生の心配も全くなく、しかも過熱水蒸気によって加熱処理したニッケル又はその合金のメッキ層はクロム層に匹敵する強度を有し耐刷力にも優れるという大きな効果を奏するものである。本発明のグラビア製版ロールの製造方法によれば、本発明のグラビア製版ロールを公害発生の心配も全くなく有効に製造できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
本発明のグラビア製版ロールの製造方法について図１及び図２を用いて説明する。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）は版母材の全体断面図、（ｂ）は版母材の表面に銅メッキ層を形成した状態を示す部分拡大断面図、（ｃ）は版母材の銅メッキ層にグラビアセルを形成した状態を示す部分拡大断面図、（ｄ）は版母材の銅メッキ層表面にニッケル又はその合金のメッキ層を形成した状態を示す部分拡大断面図、及び（ｅ）はニッケル又はその合金のメッキ層を過熱水蒸気による加熱処理によってその硬度を向上させた状態を示す部分拡大断面図である。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。
【００１６】
図１（ａ）において、符号１０は版母材で、アルミニウムや鉄などの金属製中空ロール又はＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチックス）等のプラスチック製中空ロールが用いられる（図２のステップ１００）。該版母材１０の表面には銅メッキ処理によって銅メッキ層１２が形成される（図１（ｂ）及び図２のステップ１０２）。
【００１７】
該銅メッキ層１２の表面には多数の微小な凹部（グラビアセル）１４が形成される（図１（ｃ）及び図２のステップ１０４）。グラビアセル１４の形成方法としては、エッチング法（版胴面に感光液を塗布して直接焼き付けた後、エッチングしてグラビアセル１４を形成する）や電子彫刻法（デジタル信号によりダイヤモンド彫刻針を機械的に作動させ銅表面にグラビアセル１４を彫刻する）等の公知の方法を用いることができるが、エッチング法が好適である。
【００１８】
次に、前記グラビアセル１４を形成した銅メッキ層１２（グラビアセル１４を含む）の表面にニッケル又はその合金のメッキ層１６を形成する（図１（ｄ）及び図２のステップ１０６）。ニッケル合金メッキ層１６の形成方法としては、電解メッキ又は無電解メッキ方法が適用される。
【００１９】
続いて、前記ニッケル又はその合金のメッキ層１６に対して過熱水蒸気による加熱処理を行うことにより硬度の向上したニッケル又はその合金のメッキ層１８とする（図１（ｅ）及び図２のステップ１０８）。
【００２０】
上記硬度の向上したニッケル又はその合金のメッキ層１８を表面強化被覆層として作用させることによって、毒性がなくかつ公害発生の心配も皆無となるとともに耐刷力に優れたグラビア製版ロール１０ａを得ることができる。
【００２１】
前記銅メッキ層の厚さが５０〜２００μｍ、前記グラビアセルの深度が５〜１５０μｍ、前記ニッケル又はその合金のメッキ層の厚さが０．１〜１５μｍであることが好適である。前記ニッケル又はその合金のメッキ層の厚さとしては、さらに好ましくは１〜１０μｍ、最も好ましくは３〜１０μｍである。
【００２２】
前記ニッケル又はその合金のメッキ層を形成するために用いられる電解メッキ方法又は無電解メッキ方法は公知の方法を適用すればよい。
このニッケル又はその合金のメッキ層１６は光輝性及び高反射性を有し、析出した状態でビッカース硬度７００〜９００の範囲の硬度を有し、過熱水蒸気による加熱処理をするとビッカース硬度１０００〜１１００の硬度を有する。この熱処理は１００℃を超え４００℃以下で１分〜１時間程度行えばよい。また、このニッケル合金メッキ層は、析出したままで高い耐熱性、耐腐食性、耐磨耗性を有する。被覆は非多孔性であり、クラックが入っていない。この過熱水蒸気による加熱処理を行ったニッケル又はその合金のメッキ層は、クロム、硬質クロム、及びクロム合金の代替品になることができる利点がある。
【実施例】
【００２３】
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。
【００２４】
（実施例１）
円周７６０ｍｍ、面長１１００ｍｍ、面積８３．６ｄｍ2の版母材（アルミ中空ロール）について、ブーメランライン（株式会社シンク・ラボラトリー製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の形成及びエッチング処理までを行った。まず、版母材（アルミ中空ロール）をメッキ槽に装着し、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、メッキ溶液をオーバーフローさせ、中空ロールを全没させて１８Ａ／ｄｍ2、６．０Ｖで８０μｍの銅メッキ層を形成した。メッキ時間は２０分、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４Ｈ研磨機（株式会社シンク・ラボラトリー製研磨機）を用いて１２分間研磨して当該銅メッキ層の表面を均一な研磨面とした。
【００２５】
上記形成した銅メッキ層に感光膜（サーマルレジスト：ＴＳＥＲ−２１０４Ｅ４）を塗布（フオンテインコーター）、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、４μｍ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５分／ｍ2／１０Ｗ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℃６０秒間行い、所定のパターンを形成した。このパターンを乾燥（バーニング）してレジスト画像を形成した。
【００２６】
さらに、シリンダーエッチングを行ってグラビアセルからなる画像を彫り込み、その後レジスト画像を取り除くことにより印刷版を形成した。このとき、グラビアセルの深度を１２μｍとしてシリンダーを作製した。上記エッチングは、銅濃度６０ｇ／Ｌ、塩酸濃度３５ｇ／Ｌ、温度３７℃、時間７０秒の条件でスプレー方式によって行った。
【００２７】
上記したシリンダー印刷版に対して下記の無電解メッキ液に浸漬して版面に厚さ８μｍの被膜を形成した。
塩化ニッケル                          ３０ｇ／Ｌ
次亜燐酸ナトリウム                    １０ｋ／Ｌ
ヒドロキシ酢酸ナトリウム              ５０ｇ／Ｌ
炭化珪素粉末                            ５ｇ／Ｌ
温度                                    ９０℃
ｐＨ                                      ５
得られた被膜のビッカース硬度は７１３であった。続いて、前記被膜の表面をサンドペーパーで研磨した後に、過熱水蒸気を用いて３００℃で１０分間の加熱処理を行い、その被膜のビッカース硬度を測定したところ１０１６であった。
【００２８】
さらに、作成された上記グラビアシリンダーに対して印刷インキとしてシアンインキザーンカップ粘度１８秒（サカタインクス社製水性インクスーパーラミピュア藍８００ＰＲ−５）を適用し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：１２０ｍ／分）を行った。得られた印刷物は版カブリがなく、５０，０００ｍの長さまで印刷できた。パターンの精度は変化がなかった。また、エッチングされた銅メッキシリンダーに対するニッケル又はその合金のメッキ層の密着性は問題がなかった。この本発明のグラビアシリンダーのハイライト部からシャドウ部のグラデーションは、常法に従って作製したクロムメッキグラビアシリンダーと変わらなかったことからインキ転移性は問題ないと判断される。この結果として、ニッケル合金メッキ層及び二酸化珪素被膜からなる表面強化被覆層は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ことを確認した。
【００２９】
（実施例２）
実施例１における無電解メッキに代えて下記の電解メッキを、液温５５℃、時間６分、電流密度４Ａ／ｄｍ2の条件で行い、厚さ５μｍのニッケルメッキ層を形成した以外は実施例1と同様にグラビアシリンダーを作成した。その被膜のビッカース硬度を測定したところ実施例1と同様であった。続いて、このグラビアシリンダーを用いて実施例1と同様に印刷テストを行ったところ、実施例1と同様にニッケル又はその合金のメッキ層からなる表面強化被覆層は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ことを確認した。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【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）は版母材の全体断面図、（ｂ）は版母材の表面に銅メッキ層を形成した状態を示す部分拡大断面図、（ｃ）は版母材の銅メッキ層にグラビアセルを形成した状態を示す部分拡大断面図、（ｄ）は版母材の銅メッキ層表面にニッケル又はその合金のメッキ層を形成した状態を示す部分拡大断面図、及び（ｅ）はニッケル又はその合金のメッキ層を過熱水蒸気によって加熱処理した状態を示す部分拡大断面図である。
【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】
【００３１】
１０：版母材（中空ロール）、１０ａ：グラビア製版ロール、１２：銅メッキ層、１４：グラビアセル、１６：ニッケル又はその合金のメッキ層、１８：過熱水蒸気によって加熱処理したニッケル又はその合金のメッキ層。
【図１】
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【図２】
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