(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】  金属製中空ロールと、該中空ロール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ポリカーボネート被膜とからなるようにした。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、及び前記ポリカーボネート被膜の厚さが０．１〜５μｍ、好ましくは０．１〜３μｍ、さらに好ましくは０．１〜１μｍであることが好適である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製中空ロールと、該中空ロール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ポリカーボネート被膜とから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、及び前記ポリカーボネート被膜の厚さが０．１〜５μｍ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】
金属製中空ロールを準備する工程と、該金属製中空ロール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ポリカーボネート被膜を形成するポリカーボネート被膜形成工程とからなる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４】
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、前記ポリカーボネート被膜の厚さが０．１〜５μｍであることを特徴とする請求項３記載のグラビア製版ロールの製造方法。
【請求項５】
前記ポリカーボネート被膜を、有機溶剤に溶解したポリカーボネート溶解液をスプレーコート方式、インクジェット方式、ディッピング方式又はファウンティン方式によって前記銅メッキ層表面に塗布することによって形成することを特徴とする請求項３又は４記載のグラビア製版ロールの製造方法。
【請求項６】
前記グラビアセルの形成をエッチング法又は電子彫刻法によって行うことを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項記載のグラビア製版ロールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、特にクロム層に替わる表面強化被覆層としてポリカーボネート被膜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、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金属製中空ロール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。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】
一方、ポリカーボネートは
【０００４】
【化１】
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【０００５】
の型の高分子化合物である。一般のポリカーボネートは下記式（１）に示すビスフェノールＡのポリ炭酸エステルであり、透明な難燃性熱可塑性プラスチックである。耐熱性、耐老化性に優れ、極めて強じんで衝撃に耐え、金属に代わるものとして広く使われている。
【０００６】
【化２】
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【０００７】
このポリカーボネートは、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、フッ素プラスチックの中間をいく性質を持っているので、成形品（家庭用品、建築材料、自動車部品、工具類、機械部品、電気器具、電気絶縁材料）、光ディスク、ラミネート用、コーティング用、フィルム、シート品などがその用途である。しかし、グラビア製版ロール（グラビアシリンダー）の製造において、銅メッキ層にポリカーボネート被膜を形成し、クロム層に替わる表面強化被覆層として用いる技術はいまだ開発されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者は、上記した従来技術の問題点に鑑み、クロム層に替わる表面強化被覆層について鋭意研究を続けたところポリカーボネート被膜を形成することによって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。
【０００９】
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】
【００１０】
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、金属製中空ロールと、該中空ロール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ポリカーボネート被膜とからなることを特徴とする。
【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、及び前記二酸化珪素被膜の厚さが０．１〜５μｍ、好ましくは０．１〜３μｍ、さらに好ましくは０．１〜１μｍであることが好ましい。
【００１２】
本発明のグラビア製版ロールの製造方法は、金属製中空ロールを準備する工程と、該金属製中空ロール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ポリカーボネート被膜を形成するポリカーボネート被膜形成工程とからなることを特徴とする。
【００１３】
本発明のグラビア製版ロールの製造方法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、前記二酸化珪素被膜の厚さが０．１〜５μｍ、好ましくは０．１〜３μｍ、さらに好ましくは０．１〜１μｍであることが好適である。
【００１４】
前記ポリカーボネート被膜を、有機溶剤に溶解したポリカーボネート溶解液をスプレーコート方式、インクジェット方式、ディッピング方式又はファウンティン方式によって前記銅メッキ層表面に塗布することによって形成することが好ましい。
【００１５】
ポリカーボネートを溶解する有機溶剤としては、トリクロロエタン、トルエン、ベンゼン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、酢酸エチル、メチルエチルエーテル、メチレンクロライド、エチレンクロライド、二硫化炭素、テトラヒドロフラン、四塩化炭素、Ｎ−メチル―２―ピロリドン（ＮＭＰ）等をあげることができる。
【００１６】
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グラビアシリンダーの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グラビアシリンダーの銅表面にグラビアセルを彫刻する方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、表面強化被覆層としてポリカーボネート被膜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、しかもポリカーボネート被膜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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
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）は中空ロールの全体断面図、（ｂ）は中空ロール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）は中空ロール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）は中空ロールの銅メッキ層表面にポリカーボネート被膜を形成し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。
【００２０】
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、アルミニウム又は鉄等からなる金属製中空ロールが用いられる（図２のステップ１００）。該中空ロール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２のステップ１０２）。
【００２１】
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。
【００２２】
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）の表面にポリカーボネート被膜１６を形成する（図２のステップ１０６）。ポリカーボネート被膜１６の形成方法としては、有機溶剤に溶解したポリカーボネート溶解液をスプレーコート方式、インクジェット方式、ディッピング方式又はファウンティン方式で塗布すればよい。
【００２３】
ポリカーボネートを溶解する有機溶剤としては、トリクロロエタン、トルエン、ベンゼン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、酢酸エチル、メチルエチルエーテル、メチレンクロライド、エチレンクロライド、二硫化炭素、テトラヒドロフラン、四塩化炭素、Ｎ−メチル―２―ピロリドン（ＮＭＰ）等を用いることができる。
【００２４】
上記したポリカーボネート被膜１６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。
【００２５】
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、前記二酸化珪素被膜の厚さが０．１〜５μｍ、好ましくは０．１〜３μｍ、さらに好ましくは０．１〜１μｍであることが好適である。
【実施例１】
【００２６】
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。
【００２７】
（実施例１）
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）を用いて下記する銀メッキ層の形成及びエッチング処理までを行った。まず、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。
【００２８】
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）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。
【００２９】
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。
【００３０】
本発明に係る六価クロム代替成膜を以下のように行った。メチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解したポリカーボネート（製品名：カリバー、住友ダウ株式会社製）の溶解液を上記印刷版を形成したシリンダーに対してインクジェット塗布を行った。当該シリンダーに均一に塗布された塗布膜厚は０．８μｍであった。このポリカーボネート溶解液が塗布されたシリンダーを常温に放置した。このようにして、グラビア製版ロール（グラビアシリンダー）を完成した。このシリンダー表面のビッカース硬度測定したところ２５００であった。
【００３１】
続いて、得られた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ポリカーボネート被膜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、ポリカーボネート被膜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】
【００３２】
【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）は中空ロールの全体断面図、（ｂ）は中空ロール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）は中空ロール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）は中空ロールの銅メッキ層表面にポリカーボネート被膜を形成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】
【００３３】
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：ポリカーボネート被膜。
【図１】
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【図２】
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