JP2015104810A - 板状樹脂積層体の印刷版、板状樹脂積層体の印刷版を用いた印刷装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】印刷法により高精細パターンを形成するための板状樹脂積層体001を、少なくとも繊維状材料を含む層と、少なくとも金属材料を含む層とを積層して形成された基材005と、基材005上に形成され、且つ少なくとも一種類の樹脂を含む層により形成されるインキ付着層002とを含む積層構造とする。
【選択図】図1
Description
特に、高精細にパターニングするためには、印刷法による薄膜形成が有効である(例えば、特許文献1〜3を参照)。具体的な印刷方式としては、オフセット印刷、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷、凸版印刷法等が検討されている。
例えば、有機ELディスプレイの場合、対角2インチ、320画素×240画素(QVGA)では、一つの画素サイズは120μmであり、1画素あたりの画素幅は20〜40μm程度である。このような画素幅に要求されるトータルピッチ精度やライン幅(画素幅)精度は、0.1μmから5μm程度が必要である。これ以上だと、適切なパターン形状が得られないという問題や、良好な素子特性が得られないという問題が発生するおそれがある。
印刷版を版胴へ密着させるための方法としては、板状樹脂積層体の印刷版の上下の一方を版胴に装着し、他方を版胴内に具備された調整機構の付いた冶具に挟み込み、板状樹脂積層体の印刷版が版胴に密着するまで、調整機構により版胴の円周方向に引っ張ることにより達成される方法がある。
引っ張りによって、板状樹脂積層体の印刷版の寸法が変化する主な原因は、板状樹脂積層体の印刷版を構成する支持材の材料に依存する。
これらの基材を用いた印刷版を版胴に密着させると、円周方向に伸びが生じてしまい、上述した問題が生じることとなる。
少なくとも繊維状材料を含む層と、少なくとも金属材料を含む層と、を積層して形成された基材と、
前記基材上に形成され、且つ少なくとも一種類の樹脂を含む層により形成されるインキ付着層と、を含む積層構造であることを特徴とする板状樹脂積層体の印刷版である。
また、本発明の一態様は、前記繊維状材料は、少なくとも一つの方向に沿って複数の繊維が揃っている材料であることを特徴とする板状樹脂積層体の印刷版である。
また、本発明の一態様は、前記複数の繊維が揃っている方向は、版胴に印刷版を取り付ける方向と同じ方向であることを特徴とする板状樹脂積層体の印刷版である。
また、本発明の一態様は、前記繊維状材料は、炭素繊維材料を含むことを特徴とする板状樹脂積層体の印刷版である。
また、本発明の一態様は、前記繊維状材料は、ガラス繊維材料を含むことを特徴とする板状樹脂積層体の印刷版である。
また、本発明の一態様は、前記金属材料は、ステンレス鋼、インコネル、タングステン、チタン及び炭化珪素のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする板状樹脂積層体の印刷版である。
前記耐溶剤層は、耐油性及び耐水性のうち少なくとも一方を有することを特徴とする板状樹脂積層体の印刷版である。
また、本発明の一態様は、前記耐溶剤層と前記基材との間に介装した接着層を有し、
前記接着層は、前記耐溶剤層を前記基材に固定するための機能を有することを特徴とする板状樹脂積層体の印刷版である。
また、本発明の一態様は、印刷法によりパターンを形成するための凸版である印刷版が装着される版胴を備え、 前記版胴に装着する印刷版として、上述した板状樹脂積層体の印刷版を用いたことを特徴とする板状樹脂積層体の印刷版を用いた印刷装置である。
(第一実施形態)
以下、本発明の第一実施形態(以下、本実施形態と記載する)について、図面を参照しつつ説明する。
(板状樹脂積層体の構成)
図1は、本実施形態の板状樹脂積層体の印刷版001(以降の説明では、「板状樹脂積層体001」と記載する場合がある)の構成を示す図である。
接着層004は、基材005に形成されている。耐溶剤層003は、接着層004上に形成されている。インキ付着層002は、耐溶剤層003上に形成されている。したがって、耐溶剤層003は、インキ付着層002と基材005との間に介装されている。また、接着層003は、耐溶剤層003と基材005との間に介装されている。
(基材005の構成)
基材005の構造は、少なくとも金属材料を含む層と、少なくとも繊維状材料を含む層との積層構造であれば特に限定されない。
また、基材005の材料は、例えば、金属材料では、鋼、ニッケル、ステンレス鋼、インコネル、タングステン、炭化珪素等が好ましい。また、繊維状材料としては、炭素繊維材料、ガラス繊維材料、芳香族ポリアミド系樹脂からなる繊維材料が好ましい。すなわち、繊維状材料は、炭素繊維材料、ガラス繊維材料、芳香族ポリアミド系樹脂からなる繊維材料のうち少なくとも一つの材料を含む。
なお、複数の繊維が揃っている方向は、後述する版胴に印刷版001を取り付ける方向と同じ方向としてもよい。
これは、基材005の材料として、例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリビニルアルコール等の公知の合成樹脂、鉄や銅、アルミニウムといった公知の金属等を用いると、以下に示す問題があるためである。
接着層004の材料は、耐溶剤層003と基材005とを強固に接着可能な材料であれば、特に限定されない。
接着層004の材料の具体例としては、可溶なポリエステルを多価イソシアネートで硬化させたポリエステルウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤等を用いることが可能である。特に、ポリエステルウレタン系接着剤は、耐溶剤層003と基材005との接着に優れるために好ましく、さらに、ポリエステルウレタン系接着剤の中でも、特にポリエステルとイソシアヌレート型多価イソシアネートからなる接着剤が好ましい。
耐溶剤層003には、例えば、上述した公知の合成樹脂中に、0.1%以上3%以下の範囲内で、表面調整剤を添加することが望ましい。
表面調整剤としては、代表的なアクリル系、ビニル系、シリコン系、フッ素系を用いることが可能である。本実施形態では、使用する樹脂とのマッチングからシリコン系を用いるが、表面調整剤は、これに限定されるものではない。
インキ付着層002の材料としては、インキを保持して対象物に印刷可能であればよく、例えば、樹脂、金属等を主に用いる。
樹脂の一成分となるポリマーは、ニトリルゴム、シリコーンゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、アクリロニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム等のゴムの他に、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリビニルアルコール等の合成樹脂や、それらの共重合体、セルロース等の天然高分子等から一種類以上を選択することが可能であるが、有機発光材料等といった塗工液を塗布する場合は、有機溶剤に対する耐溶剤性の観点から、ポリアミド、フッ素系エラストマー、ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ六フッ化ビニリデンや、それらの共重合体といった樹脂が好ましい。
好適に用いられる架橋剤(エチレン性不飽和化合物)としては、ジペンタエリスリトール、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、フタル酸等のエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAやビスフェノールFのジグリシジルエーテルアクリル酸付加物、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートのような多価グリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸の付加反応物、アジピン酸のような多価カルボン酸とグリシジル(メタ)アクリレートとの反応付加物、プロピレンジアミンのような多価アミンとグリシジル(メタ)アクリレートの付加反応物等、多価不飽和化合物等を用いることが可能であるが、これらに限定されるものではない。また、これらの化合物を2種類以上混合して用いることも可能である。
以下、図1を参照しつつ、図2を用いて、感光性樹脂層の積層体の成型方法について説明する。
図2は、感光性樹脂層の積層体の成型方法を示す図である。
まず、図2(a)中に示すように、バーコート法、スリットコート法、スプレーコート法、フレキソ印刷、グラビア印刷等のウェットコーティング法を用いて、基材005上に接着層004を形成する。さらに、図2(b)中に示すように、表面調整剤が添加してある材料であり、耐油性及び耐水性のうち少なくとも一方を有する材料を用いて、接着層004上に耐溶剤層003を形成し、積層体007を形成する。
次に、図2(c)中に示すように、積層体007が備える耐溶剤層003上に、射出成型法、突出成型法、ラミネート法、バーコート法、スリットコート法、カンマコート法等の公知の方法で感光性樹脂層006を成膜し、板状感光性樹脂積層体原版008を形成する。
以下、図1及び図2を参照しつつ、図3を用いて、インキ付着層002の形成工程について説明する。
図3は、インキ付着層002の形成工程を示す図である。
なお、本実施形態のインキ付着層002の形成工程では、一例として、板状感光性樹脂積層体原版008に対し、フォトリソグラフィー法により凸部パターンからなるインキ付着層002を形成する場合において、水現像タイプのネガ型の感光性樹脂を感光性樹脂層006の材料に用いた場合を説明する。
フォトマスク303は、透光性を有するガラス304上に、例えば、クロム薄膜からなるパターンを形成して構成されており、クロム薄膜が形成された遮光部301と、クロム薄膜が形成されずにガラス304が露出した透光部302とを有している。このフォトマスク303では、遮光部301において光が遮られ、透光部302において光が透過する。
このとき、フォトマスク303の透光部302を通過して活性光線が照射された感光性樹脂層006の部分が硬化されるが、照射量が多過ぎても少な過ぎても所望のパターニングが得られない。
以下、図1から図3を参照しつつ、図4を用いて、凸部パターンが形成された板状樹脂積層体001を用いた印刷について説明する。なお、本発明による板状樹脂積層体001を用いた印刷は、以下の説明に限定するものではない。
図4は、印刷装置200(樹脂凸版印刷機)の構成を示す図である。
図4中に示すように、印刷装置200は、版胴105と、アニロックスロール101と、インキチャンバ108と、ドクターブレード102と、移動ステージ106を備えている。なお、以降の説明は、版胴105、移動ステージ106、インキ供給機構109を中心に説明する場合がある。なお、図4中では、版下クッションを符号「103」で示し、土台軸受け部を符号「110」で示す。
アニロックスロール101は、板状樹脂積層体001に接してインキを供給する。
また、アニロックスロール101としては、SUS材等で作成された芯ロール上に、酸化クロムをプラズマ溶射して形成した酸化クロム皮膜を、レーザー彫刻によってパターニングしたセラミックスロール、または、芯ロール上に銅メッキを施した後に樹脂を塗布し、レーザーパターニングした後に腐食処理をし、得られたパターン上にクロムメッキを施したクロムロールのいずれも用いることが可能である。
また、アニロックスロール101の表面は、上記のパターンが形成された後に研磨されることが望ましい。
インキチャンバ108は、アニロックスロール101へ、インキを供給する。
有機機能性材料を溶解または分散する溶媒としては、有機機能性材料が溶解可能であればよく、特に、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、テトラリン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等の単独溶媒、または、これらの混合溶媒が好ましい。さらに、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、テトラリンが好ましい。
移動ステージ106は、印刷基板107を載置可能であり、移動可能に形成されている。
印刷基板107の構成は、印刷可能であればよく、ガラス基板、シリコン基板、金属基板フィルム基板等が好ましい。なお、印刷基板107に、親水処理や撥水処理等の表面処理を行っても良い。
次に、印刷装置200を用いた際の実際の動作について説明する。
さらに、版胴105上に具備された調整冶具114に、板状樹脂積層体001の他方の端部を固定した後、調整冶具114を移動させ、板状樹脂積層体001を版胴105に密着させる。
この間、アニロックスロール101上にはインキが供給されてドクタリングが継続的に実施され、平滑にドクタリングされた表面が常に保持されている。ドクタリングする際の速度は任意に決定される。
アニロックスロール101から板状樹脂積層体001へインキを転写する際の速度は、ドクタリング速度と等速でもよいが、ドクタリング速度が低速の場合は転写に時間がかかる為、転写速度を速くしても良い。ただし、転写速度を速くする場合には、ドクタリング表面が版に転写されるように調整される必要がある。
本実施例では、一例として、低分子有機発光材料を、印刷基板であるガラス基板へ印刷した例を示す。
印刷装置としては、図4中に示す印刷装置200を用いる。
まず、印刷基板107について説明する。
印刷基板107としては、ソーダガラス板(ガラス基板)を用いた。具体的には、ガラス基板を、純水を用いて洗浄し、180℃の温度で30分間ベークし、ガラス基板上の水分を除去した。
次に、低分子有機発光材料を用いたインキについて説明する。
低分子有機発光インキは、以下のように作製した。
まず、低分子有機発光材料を、溶媒であるテトラリン溶液に濃度が3wt%となるように秤取り、攪拌子を用い溶解させた。さらに、増粘剤である高分子材料(分子量500万)を、溶媒に対して0.5wt%となるように秤取り、前述の低分子有機発光材料の溶液中に添加し、攪拌子にて攪拌・溶解させて、低分子有機発光インキを得た。
次に、本実施例で用いるドクタリング機構を説明する。
また、押当ロールとして、SUS芯上に硬度JIS‐A50°のウレタンゴムを巻き付け、円柱状に加工したものを用いた。さらに、ロール周面全体の研磨を実施し、Raを0.05μmとし、Rzを1μmとした。
設置されたアニロックスロール101をサーボモータで駆動し、また、アニロックスロール101の一部を、インキチャンバ108内を通過させることにより、インキチャンバ108内の低分子有機発光インキを、アニロックスロール101の表面に付着させた。さらに、アニロックスロール101の表面に付着した低分子有機発光インキから、ドクターブレード102により、余分なインキを除去した。
炭素繊維にエポキシ樹脂を含浸させ、さらに、チタンプレートを積層させて、厚さ0.2mmの基材とし、そのチタンプレート表面に、接着層004として、ポリエステルウレタン系接着剤を、厚さ15μmになるようにダイコート法により塗工した。この積層体の表面に、ポリアミドを主成分とするネガ型感光性樹脂を、総厚が0.1mmとなるように塗工し、板状樹脂積層体001のベース(版材)とした。
さらに、板状樹脂積層体001の他端も同様に、穴の開いた板状のプレートでボルトにて版胴105に固定するが、こちらの板状のプレートは版胴105上で円周方向に可動するようになっており、板状樹脂積層体001の張り具合(引っ張り具合)を調整可能となっているので、板状樹脂積層体001を、可動する板状プレートにより版胴105に密着するように調整して固定した。
ここで、版胴105に装着した後の板状樹脂積層体001上の十文字パターン間の距離については、レーザー測定器を用いて測定した。
なお、光学顕微鏡とレーザー測定器との測定値の相関は予め補正してある。
実施例2においては、実施例1で用いた板状樹脂積層体001の基材005として、炭素繊維の代わりにアラミド繊維(厚み:0.19mm)を用いて印刷を実施した。
(実施例3)
実施例3においては、実施例1で用いた板状樹脂積層体001の基材005として、炭素繊維の代わりにガラス繊維(厚み:0.23mm)を用いて印刷を実施した。
実施例4においては、実施例1で用いた板状樹脂積層体001の基材005として、炭素繊維(厚み:0.1mm)を厚さ0.1mmのSUS304にエポキシ系接着剤を用い、加圧接着した積層構造の基材を使用し、同様の印刷を実施した。
(実施例5)
実施例5においては、実施例1で用いた板状樹脂積層体001の基材005として、アラミド繊維(厚み:0.1mm)を厚さ0.1mmのSUS304にエポキシ系接着剤を用い、加圧接着した積層構造の基材を使用し、同様の印刷を実施した。
実施例6においては、実施例1で用いた板状樹脂積層体001の基材005として、ガラス繊維(厚み:0.1mm)を厚さ0.1mmのSUS304にエポキシ系接着剤を用い、加圧接着した積層構造の基材を使用し、同様の印刷を実施した。
(実施例7)
実施例7においては、実施例1で用いた板状樹脂積層体001の基材005として、SUS304(厚さ0.2mm)を用い、実施例1と同様に印刷を実施した。
実施例8においては、実施例1で用いた板状樹脂積層体001の基材005として、SUS430(厚さ0.2mm)を用い、実施例1と同様に印刷を実施した。
(比較例1)
比較例1においては、実施例1で用いた板状樹脂積層体001の基材005として、アルミニウム板(厚さ0.2mm)を用い、実施例1と同様に印刷を実施した。
比較例2においては、実施例1で用いた板状樹脂積層体001の基材005として、銅板(厚さ0.2mm)を用い、実施例1と同様に印刷を実施した。
(比較例3)
比較例3においては、実施例1で用いた板状樹脂積層体001の基材005として、真鍮板(厚さ0.2mm)を用い、実施例1と同様に印刷を実施した。
比較例4においては、実施例1で用いた板状樹脂積層体001の基材005として、ジュラルミン板(厚さ0.2mm)を用い、実施例1と同様に印刷を実施した。
(比較例5)
比較例5においては、実施例1で用いた板状樹脂積層体001の基材005として、ポリエチレンテレフタレート(厚さ0.2mm)を用い、実施例1と同様に印刷を実施した。
各実施例及び各比較例において得られた十文字の印刷パターンが形成された基板について以下の評価を行った。
・評価項目1
版胴に装着する前の十文字パターンに対して、版胴に装着した後の板状樹脂積層体上の十文字パターンと十文字印刷パターン四隅の版胴の円周方向(図5中の「X」)の変化量
・評価項目2
版胴に装着する前の十文字パターンに対して、版胴に装着した後の板状樹脂積層体上の十文字パターンと十文字印刷パターン四隅の版胴の円周方向に垂直な方向(図5中の「Y」)の変化量(目標:±0.01mm以内)
上記の評価結果を、表1に示す。
一方、比較例1〜4においては、円周方向、円周方向と垂直な方向ともに、目標値を満たせなかった。
さらに、比較例5においては、円周方向、円周方向と垂直な方向ともに目標値を満たせないばかりか、印刷時に版胴と板状樹脂積層体との間でずれが生じた。また、これ以上密着させるために調整可能な板状プレートで調整しても、さらに、十文字パターン間の距離がずれてしまうという状態であった。
002 インキ付着層
003 耐溶剤層
004 接着層
005 基材
006 感光性樹脂層
007 積層体
008 板状感光性樹脂積層体原版
101 アニロックスロール
102 ドクターブレード
103 版下クッション
105 版胴
106 移動ステージ
107 印刷基板
108 インキチャンバ
109 インキ供給機構
110 土台軸受け部
113 固定冶具
114 調整冶具
200 印刷装置
301 遮光部
302 透光部
303 フォトマスク
304 ガラス
305 活性光線
Claims (12)
- 板状樹脂積層体の印刷版であって、
少なくとも繊維状材料を含む層と、少なくとも金属材料を含む層と、を積層して形成された基材と、
前記基材上に形成され、且つ少なくとも一種類の樹脂を含む層により形成されるインキ付着層と、を含む積層構造であることを特徴とする板状樹脂積層体の印刷版。 - 前記基材の弾性率は、190kN/mm2以上であることを特徴とする請求項1に記載した板状樹脂積層体の印刷版。
- 前記繊維状材料は、少なくとも一つの方向に沿って複数の繊維が揃っている材料であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載した板状樹脂積層体の印刷版。
- 前記複数の繊維が揃っている方向は、版胴に印刷版を取り付ける方向と同じ方向であることを特徴とする請求項3に記載した板状樹脂積層体の印刷版。
- 前記複数の繊維が揃っている方向は、印刷方向と平行であることを特徴とする請求項3に記載した板状樹脂積層体の印刷版。
- 前記繊維状材料は、炭素繊維材料を含むことを特徴とする請求項1から請求項5のうちいずれか1項に記載した板状樹脂積層体の印刷版。
- 前記繊維状材料は、ガラス繊維材料を含むことを特徴とする請求項1から請求項5のうちいずれか1項に記載した板状樹脂積層体の印刷版。
- 前記繊維状材料は、芳香族ポリアミド系樹脂からなる繊維材料を含むことを特徴とする請求項1から請求項5のうちいずれか1項に記載した板状樹脂積層体の印刷版。
- 前記金属材料は、ステンレス鋼、インコネル、タングステン、チタン及び炭化珪素のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1から請求項8のうちいずれか1項に記載した板状樹脂積層体の印刷版。
- 前記インキ付着層と前記基材との間に介装した耐溶剤層を有し、
前記耐溶剤層は、耐油性及び耐水性のうち少なくとも一方を有することを特徴とする請求項1から請求項9のうちいずれか1項に記載した板状樹脂積層体の印刷版。 - 前記耐溶剤層と前記基材との間に介装した接着層を有し、
前記接着層は、前記耐溶剤層を前記基材に固定するための機能を有することを特徴とする請求項10に記載した板状樹脂積層体の印刷版。 - 印刷法によりパターンを形成するための凸版である印刷版が装着される版胴を備え、
前記版胴に装着する印刷版として、請求項1から請求項11のうちいずれか1項に記載した板状樹脂積層体の印刷版を用いたことを特徴とする板状樹脂積層体の印刷版を用いた印刷装置。
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