JP2004330734A - 印刷用スクリーン版の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ加工時にスクリーン版の版画像開口部に樹脂の残渣が発生しないように製版工程を改良する。
【解決手段】金属スクリーン紗３ａに版膜となる樹脂塗膜３ｂを形成した上で、レーザビーム１１を掃引照射して樹脂塗膜に版画像に対応したパターンの開口部１４を蒸散形成するようにした印刷用スクリーン版の製造方法において、金属スクリーン紗の全面域に光硬化樹脂を被覆形成する成膜工程と、光硬化樹脂の塗膜に対して金属スクリーン紗の片面側から紫外線を照射する樹脂硬化工程と、前工程で金属スクリーン紗に遮光されて紫外線が当たらない部分の未硬化樹脂を除去する水洗工程と、紫外線を照射した面と同じ面側からレーザ光を掃引照射するレーザ加工工程を経て樹脂塗膜に版開口部を蒸散形成してスクリーン版を製版するようにし、開口部に画質低下の原因となる樹脂残渣の発生を防止する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザ加工法を応用した印刷用スクリーン版の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
印刷用スクリーン版の製造方法として、金属スクリーン紗に版膜（レジスト）となる樹脂塗膜を形成した上で、この樹脂塗膜にＹＡＧレーザ，炭酸ガスレーザなどの赤外線のレーザを掃引照射して所望の版画像（文字あるいは図形）に対応するパターンの開口部を蒸散形成して製版するようにした製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
図３は前記の製版製造方法に適用するレーザ加工システム図であり、図において１はレーザ光源（ＹＡＧレーザ，あるいは炭酸ガスレーザ）、２はＸ−Ｙテーブル、３はＸ−Ｙテーブル２に載せた加工ワークとしてのスクリーン印刷版（製版加工を行う前の印刷版）であり、レーザ光源１から出射したレーザ光４の導光路上にはシャッタ５，アパーチャ６，エクスパンドレンズ７，Ｘ軸偏向ミラー８，Ｙ軸偏向ミラー９，集光レンズ１０の各光学系部品を配置してレーザ光４をスクリーン印刷版３に導くようにしている。そして、図示されてないＣＡＤシステムからの指令によりＸ−Ｙテーブル２，Ｘ軸ガルバノメータ８ａ，Ｙ軸ガルバノメータ９ａを制御し、集光レンズ１０で集光したレーザビーム１１をスクリーン印刷版３の表面に掃引照射し、次記のように版画像のパターンに対応したスクリーン版を製版する。
【０００３】
ここで、前記のスクリーン印刷版３は、図４（ａ） で表すように金属スクリーン紗３ａ（ステンレスワイヤ，アモルファス金属繊維などを紗織り（４０〜５００メッシュ）して周枠（図示せず）の内側に張ったもの）に対し、その全面域に版膜となる厚さ３〜５００μｍの樹脂塗膜３ｂを成膜したもので、樹脂塗膜にはポリイミド樹脂，酢酸ビニル系エマルジョン・ポリビニルアルコールなどの樹脂に、吸光助成としてカーボンブラック，および紫外線硬化材としてジアゾジフェニルアミンとホルムアルデヒドとの縮合物を添加したものが使用される。
上記のスクリーン印刷版３に対し、図４（ｂ） で示すようにレーザビーム（赤外線レーザ）１１を照射すると、樹脂塗膜３ｂに吸収されたレーザ光の熱エネルギーによりレーザビームの当たった部分の樹脂塗膜が蒸散して開口穴Ｐが形成される。また、レーザビーム１１を矢印の方向に掃引照射すると、スクリーン印刷版３にスリット状の開口部が形成されることになる。
【０００４】
図５，図６は前記のスクリーン印刷版３に版画像として文字“Ｅ”のパターン１２を描画する場合のレーザ加工法を示し、あらかじめＣＡＤで作成しておいた画像データを基に、レーザビーム１１を直線に走査して画像パターン１２に対応したハッチング線１３を彫り、これを定ピッチ間隔で平行に走査制御することにより図６に示すようにスクリーン印刷版３には前記の“Ｅ”字形の画像パターン１２に対応する開口部１４が形成される。
なお、スクリーン版の印刷法は周知の通りであり、スクリーン版の印字側面を被印刷物の上に重ね合わせ、スクリーン版の上面側から印刷用のインクをスキージして版画像を印刷紙面に転写する。
【０００５】
次に、前記スクリーン印刷版３の製造方法について、従来実施されている製版工程を図２（ａ） 〜（ｄ） で説明する。まず、図２（ａ） のように金属製のスクリーン紗（ＳＵＳメッシュ）３ａを外枠１５に張った状態で、スクリーン紗３ａに先記した樹脂材料を塗布して樹脂塗膜３ｂを成膜する。なお、図中でＳ面はスクリーン版のスキージ面、Ｐ面は印刷面を表している。
前記の成膜工程で、流動性のある樹脂をスクリーン紗３ａの一面側から塗布すると、樹脂はスクリーンのメッシュ目を通して反対側の面に回り込み、図示断面図のようにスクリーン紗３ａの両面に成膜される。なお、樹脂を塗布する代わりに樹脂フィルムを金属スクリーン紗３ａの表面に接着剤で貼り付けるか、あるいは樹脂フィルムを当てて加熱によりスクリーン紗に溶着させる方法もあるが、この樹脂貼り付け方法は塗布方法に比べてコスト的に不利であることから、一般には樹脂塗布方法が採用されている。
【０００６】
次に、スクリーン紗３ａに成膜した樹脂塗膜３ｂに対して図２（ｂ） および（ｃ） の工程で表すように、Ｓ面およびＰ面の両面から紫外線を照射して樹脂塗膜３ｂを紫外線硬化させる。その後に、スクリーン印刷版３を図３に示したレーザ加工システムのテーブルにセットし、ここで図２（ｄ） で示すようにＰ面側からレーザビーム１１を掃引照射する。これによりレーザ光が照射された面域の樹脂塗膜３ｂが蒸散し、画像パターンに対応した開口部１４が形成されることになる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−６７５２７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記したレーザ加工法によるスクリーン印刷版の製造方法は、パターンマスクとフォトレジストを用いて行うフォトエッチング法のように、パターンマスクの作製工程，および該工程に伴って発生するエッチング廃液の処理，設備などが必要なく、また発振の安定性に優れたＹＡＧレーザ，炭酸ガスレーザなどを使ってスクリーン版を製版するレーザ加工が行えるなどの利点があるものの、製版の品質面で次記のような問題点が残る。
すなわち、図２で述べたようにスクリーン紗３ａに成膜した樹脂塗膜３ｂに対してその表裏両面から紫外線を照射して硬化処理した状態で、レーザ加工を行うと、図２（ｄ） で表すようにレーザ光の当たった部分の樹脂は蒸散して開口するが、スクリーン紗３ａの影になってレーザ光の当たらない部分（Ｓ面側）にはスクリーン紗３ａに沿って樹脂の加工残渣３ｂ−１が蒸散せずに残るようになる。
【０００９】
しかも、この加工残渣３ｂを残したままでスクリーン印刷を行うと、インキをスキージした際に、外力によって剥離し、これがインキ中に分散して遂には印刷物に転写されてしまい、その結果として印刷画像が不鮮明になるなどして画質を低下させる。
そこで、従来ではスクリーン版の製作後にバフ研磨，あるいはショットブラストなどの方法でスクリーン版に残存している前記残渣３ｂ−１を除去するようにしているが、スクリーン版の後処理工程，工数が増加して生産性が低下する。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は前記課題を解決し、レーザ加工によってスクリーン版の版画像開口部に樹脂の残渣が発生しないように製版工程を改良した印刷用スクリーン版の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の製造によれば、金属製のスクリーン紗に版膜となる樹脂塗膜を形成した上で、レーザ光を掃引照射して樹脂塗膜に版画像に対応したパターンの開口部を蒸散形成するようにした印刷用スクリーン版の製造方法において、
金属スクリーン紗の全面域に光硬化樹脂を被覆形成する成膜工程と、
光硬化樹脂の塗膜に対して金属スクリーン紗の片面側から紫外線を照射する樹脂硬化工程と、
前工程で金属スクリーン紗に遮光されて紫外線が当たらない部分の未硬化樹脂を除去する水洗工程と、
紫外線を照射した面と同じ面側からレーザ光を掃引照射するレーザ加工工程を経て樹脂塗膜に版開口部を蒸散形成してスクリーン版を製版するものとする（請求項１）。
【００１１】
上記の製造方法において、紫外線照射による樹脂硬化工程の後に水洗工程を実施すると、紫外線が当たらなかったスクリーン紗上の未硬化樹脂が除去される。したがって、次のレーザ加工工程で紫外線照射と同じ面側からレーザ光を掃引照射すると、版画像の形成領域の樹脂塗膜は全て蒸散し、この領域には樹脂の残渣を全く残さずにシャープな版画像の開口部が形成される。これにより、従来のスクリーン版のように樹脂の加工残渣を除去するバフ研磨などの後処理が不要となって製版に至るまでのリードタイムの短縮，生産性の向上化が図れる。
また、前記方法を実施するに際しては、レーザ加工に伴い金属製のスクリーン版紗が損傷するの防ぐために、本発明では金属スクリーン紗に成膜した樹脂塗膜が少なくとも０．１ｗｔ％のカーボンブラックを含有し、ＹＡＧレーザもしくは炭酸ガスレーザを用いてレーザ加工する（請求項２）するものとし、ここで前記樹脂塗膜の吸光度が、レーザ発振波長に対して０．０７Ａｂｓ／μｍ以上となるよう樹脂材料の組成を調整する（請求項３）。
【００１２】
これにより、レーザ加工工程でスクリーン印刷版に照射したレーザ光（ＹＡＧレーザ，炭酸ガスレーザなどの赤外線レーザ）の熱エネルギーを樹脂塗膜に効率よく吸収させることができ、その結果としてレーザ光が金属スクリーン紗に及ぼす影響を低く抑えてスクリーン紗に損傷を与えることなくレーザ加工による製版が行える。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるスクリーン版製造方法の実施の形態を図１（ａ） 〜（ｄ） に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図２に対応する部分には同じ符号を付してその説明は省略する。
本発明によるスクリーン版の製版工程は、図示のように樹脂塗布膜の成膜工程と、樹脂塗膜に対する下面側からの紫外線硬化工程と、未硬化樹脂を除去する水洗工程と、所望の版画像をパターンニングするレーザ加工工程とからなる。なお、金属スクリーン紗３ａ，樹脂塗膜３ｂの材料、および紫外線，レーザの照射条件等については後記する。
【００１４】
すなわち、金属スクリーン紗３ａに版膜となる樹脂塗膜（紫外線硬化樹脂）３ｂを成膜した上で（図１（ａ） 参照）、その片面側（Ｐ面側）から紫外線を照射すると（図１（ｂ） 参照）、紫外線の当たった部分の樹脂は硬化するが、金属スクリーン紗３ｂに遮光されて紫外線が当たらない部分（金属スクリーン紗３ｂのＳ面側に重なった部分）の樹脂は未硬化樹脂３ｂ−２のまま残っている。
そこで、次の水洗工程でスクリーン印刷版３を洗浄処理することにより、未硬化樹脂が洗い落とされ、金属スクリーン紗３ａのワイヤに重なってスクリーン印刷版３のＳ面側に残存していた未硬化樹脂３ｂ−２が除去されるようになる（図１（ｃ） 参照）。したがって、次のレーザ加工工程で前記の紫外線照射と同じ面（Ｐ面）側からレーザビーム１１を掃引照射すると、そのレーザ照射面域でレーザ光が当たった部分の樹脂が蒸散するので、図１（ｄ） に示した版画像パターンの開口部１４には図２（ｄ） で述べたような樹脂残渣が生じなくなる。
【００１５】
次に、発明者等が作製したスクリーン版について、金属スクリーン紗，樹脂塗膜の材料、および紫外線，レーザの照射条件等について記す。
（実施例１）
塗布膜の形成：
アルミ製外枠に張ったＳＵＳ製スクリーン（メッシュ１８０番手、線径５０μｍ）に、樹脂塗膜として酢酸ビニル系エマルジョン・ポリビニルアルコールを主成分とした塗膜（株式会社ムラカミ製 ＦＥＬ１１（乾燥状態でカーボンブラックを１ｗｔ％含有、波長１．０６μｍにおける吸光度０．５Ａｂｓ ／μｍ））を膜の厚さ１００μｍで塗布した（図１（ａ） 参照）。次に、版の印刷面（Ｐ面）側から紫外線（１２Ｗ）を５分間照射して紫外線硬化処理（図１（ｂ） 参照）した後、版を水洗処理して版のＳ面側で前記ＳＵＳスクリーンの上に残る未硬化樹脂を除去した（図１（ｃ） 参照）。
【００１６】
レーザ加工：
次に、前記方法で作製したスクリーン印刷版を、ＹＡＧレーザ（富士電機製のレーザマーカーＦＡＬ−５０Ｓ、光学系：エクスバンドレンズ６倍，アパーチャ３φ，ｆθレンズ３５０ｍｍφ）を使用したレーザ加工システムに移し、前記の紫外線照射と同じ面側（Ｐ面）側からレーザ光を掃引照射（加工条件：励起電流１７．０Ａ，周波数１．５ｋＨｚ、走査速度１７０ｍｍ／ｓ）し、テストパターン（１０×９０ｍｍの長方形）をレーザ加工した。
印字評価：
前記により作製したスクリーン版について、実際にスクリーン印刷を行って版の評価を行った。なお、版の印字評価には、マイクロスコープ（キーエンス社製ＶＨ７０００Ｃ，倍率２５倍）を使用し、観察視野１ｃｍ^２ の中で検出した２０μｍφ以上の異物の数をカウントし、この数値を基に評価判定を行った。
【００１７】
（実施例２）
金属スクリーン紗に成膜した樹脂塗膜に対する紫外線照射，およびレーザ光の照射をスクリーン印刷版のスキージ面（Ｓ面）側から行った以外は先記実施例１と同様な製版工程でスクリーン版を作製した上で、前記と同様な手法で印字評価の判定を行った。
また、発明者は前記実施例１，２で作製した版の印字を評価確認するために、スクリーン版の比較例として次記の供試試料を作製し、それぞれの比較例について印字評価の判定を行った。
【００１８】
（比較例１）
金属スクリーン紗に成膜した樹脂塗膜に対して、Ｓ面およびＰ面の両面から紫外線照射を照射して紫外線硬化した後に水洗処理し、レーザ加工はＰ面側からレーザ光を掃引照射して前記実施例と同様なテストパターンをハッチングした上で、版についての印字評価を行った。
（比較例２）
樹脂塗膜に対しＳ面，Ｐ面の両面から紫外線を照射した後、水洗処理は行わずにＰ面側からレーザ光を掃引照射してテストパターンをハッチングして上で、印字評価を行った。
【００１９】
（比較例３）
樹脂塗膜に対して紫外線をＳ面側からのみ照射した上で、水洗処理を行わずにレーザ光をＰ面側から掃引照射してテストパターンをハッチングした上で、印字評価を行った。
（比較例４）
前記比較例３と逆に紫外線をＰ面側から照射し、水洗処理を行わずにレーザ光をＰ面側から照射してテストパターンをハッチングし、印字評価を行った。
（比較例５）
樹脂塗膜の組成として、カーボンブラックを含有しない（レーザ光の波長１．０６μｍに対する吸光度０．０２Ａｂｓ ／μｍ）樹脂材を用い、そのＳ面側から紫外線照射を照射した上で水洗処理した後、レーザ光をＰ面側から掃引照射してテストパターンのレーザ加工を行った。
【００２０】
次に、前記の実施例１，２および比較例１〜５に対する印字評価の判定結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】

上記表の印字評価の判定結果から判るように、実施例１，２の方法で製版したスクリーン版は印字評価の判定結果が良であったが、比較例１〜４はいずれも印字評価の判定は不良、比較例５は開口部を形成せず、本発明の製造方法により製版したスクリーン版を用いることで高画質なスクリーン印刷が行えることが確認された。これは、図１（ａ） 〜（ｄ） で述べた製版工程により、スクリーン版の開口部に樹脂の残渣が生じないことが大きく寄与しているものと推察される。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、金属製のスクリーン紗に版膜となる樹脂塗膜を形成した上で、レーザ光を掃引照射して樹脂塗膜に版画像に対応したパターンの開口部を蒸散形成するようにした印刷用スクリーン版の製造方法において、金属スクリーン紗の全面域に光硬化樹脂を被覆形成する成膜工程、光硬化樹脂の塗膜に対して金属スクリーン紗の片面側から紫外線を照射する樹脂硬化工程、前工程で金属スクリーン紗に遮光されて紫外線が当たらない部分の未硬化樹脂を除去する水洗工程，および紫外線を照射した面と同じ面側からレーザ光を掃引照射するレーザ加工工程を経て樹脂塗膜に版開口部を蒸散形成してスクリーン版を製版するようにしたことにより、
パターン開口部に樹脂残渣を生じることなく、レーザ加工によりシャープな版画像を形成することができる。これにより、従来の製造方法で作製したスクリーン版のように、金属スクリーン紗に残る樹脂残渣をバフ研磨などで取り除く後処理工程が不要となって製版のリードタイム短縮，生産性向上，コスト低減化と併せて、高画質なスクリーン印刷が可能なスクリーン版を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるスクリーン版の製版工程図で、（ａ） 〜（ｄ） はそれぞれ樹脂塗布膜の成膜工程，紫外線硬化工程，水洗工程，およびレーザ加工工程の状態を表す図
【図２】従来におけるスクリーン版の製版工程図で、（ａ） 〜（ｄ） はそれぞれ樹脂塗布膜の成膜工程，紫外線硬化工程Ｉ，ＩＩ，およびレーザ加工工程の状態を表す図
【図３】スクリーン版の製版に適用するレーザ加工システム図
【図４】図３のレーザ加工システムによるスクリーン印刷版へのパターン形成の説明図で、（ａ） はレーザ加工前のスクリーン印刷版の斜視図、（ｂ） は（ａ） のスクリーン印刷版にレーザ光の掃引照射した加工状態図
【図５】レーザ加工により版画像のパターン形成プロセスの説明図
【図６】完成したスクリーン版の外観斜視図
【符号の説明】
１ レーザ光源
３ スクリーン印刷版
３ａ 金属スクリーン紗
３ｂ 樹脂塗膜
３ｂ−１ 未硬化樹脂
４ レーザ光
１４ 版画像のパターンに対応した開口部

Claims (3)

1. 金属製のスクリーン紗に版膜となる樹脂塗膜を形成した上で、レーザ光を掃引照射して樹脂塗膜に版画像に対応したパターンの開口部を蒸散形成するようにした印刷用スクリーン版の製造方法において、
   その製版工程が、金属スクリーン紗の全面域に光硬化樹脂を被覆形成する成膜工程と、
   光硬化樹脂の塗膜に対して金属スクリーン紗の片面側から紫外線を照射する樹脂硬化工程と、
   前工程で金属スクリーン紗に遮光されて紫外線が当たらない部分の未硬化樹脂を除去する水洗工程と、
   紫外線を照射した面と同じ面側からレーザ光を掃引照射して樹脂塗膜に版画像のパターンに対応した開口部を蒸散形成するレーザ加工工程とからなることを特徴とする印刷用スクリーン版を製版方法。
2. 請求項１に記載の製造方法において、金属スクリーン紗に成膜した樹脂塗膜が少なくとも０．１ｗｔ％のカーボンブラックを含有し、ＹＡＧレーザもしくは炭酸ガスレーザを用いてレーザ加工することを特徴とする印刷用スクリーン版の製造方法。
3. 請求項２に記載の製造方法において、樹脂塗膜の吸光度が、レーザ発振波長に対して０．０７Ａｂｓ／μｍ以上であることを特徴とする印刷用スクリーン版の製造方法。

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