JP2017071172A - 凸版印刷装置及び印刷物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アニロックスロールを用いた凸版印刷法において、連続動作における印刷性の低下や特性劣化を、アニロックスロール上のインキ状態を管理可能にすることによって抑制可能な凸版印刷装置及び印刷物の製造方法を提供すること。【解決手段】凸版を印刷版とする凸版印刷装置であって、凸版にインキを供給するアニロックスロールとアニロックスロール洗浄装置を備え、アニロックスロール洗浄装置は、洗浄液噴射ノズルを備えた洗浄液供給ユニットと、洗浄液回収ユニットと、気体を噴射する上送風ユニットと下送風ユニットを備え、各噴射ノズルがアニロックスロール表面に直行する角度あるいは洗浄液回収ユニット側に傾けた角度で配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、凸版印刷法や樹脂凸版を用いて微細なパターンを被印刷体にムラなく形成でき、さらに連続に安定して形成するための凸版印刷装置及び印刷物の製造方法に関する。

近年、電子部材の薄層軽量化やフレキシブル化を目指した、有機機能性材料を用いた有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子や有機太陽電池、有機薄膜トランジスタなどの有機機能性素子の開発が盛んに行われている。これらの有機機能性素子は、一般に数ｎｍから数μｍ程度の膜厚を有する有機機能層を基板上にパターン形成する必要がある。

有機機能層の形成方法は、用いる材料や基材などによって異なるが、大きくはドライコーティング法とウェットコーティング法に分類することが出来る。従来は、真空蒸着法等を代表としたドライコーティング法によって成膜を行うことが一般的であったが、大面積化やコスト低減の観点からウェットコーティング法による成膜方法の研究が盛んになっている。

ウェットコーティング法としては、スピンコート法、バーコート法、突出コート法、ディップコート法等が比較的簡易な方法ではあるが、機能性素子に求められることが多いパターニング性や材料の塗り分けを行うことは、それらの方法では困難である。そのため、装置やプロセスが若干複雑になるが、種々の印刷法等を用いた方法が注目されている。

有機機能性材料の印刷であっても、一般的な印刷手法を用いることが出来る。例えば、凸版印刷、凹版印刷、平版印刷、孔版印刷、インキジェット印刷、オフセット印刷など、それぞれの印刷の特徴と要求される特性値をマッチングさせることで有機機能性素子の作成方法として用いることができる。

それらの中でも、基材としてガラスや傷つき易いような材料を用いる場合では、ゴム製の印刷用ブランケットを用いたオフセット印刷法や、凸版印刷の中でもゴムやその他の樹脂を主成分とした感光性樹脂版を用いるフレキソ印刷法等が、扱いやすい印刷法と考えられる。

近年は、有機機能性材料として溶液化された有機半導体材料を用いた有機半導体を塗布法で形成する技術が注目されている。半導体材料には他にシリコン系や酸化物などの種類があるが、有機半導体材料を用いることで、製造プロセスを低温化すること、製造装置を簡略化することなどができる。

例えば、フレキソ印刷を用いた有機半導体層の形成（特許文献１）などがある。さらには、版胴を用いた印刷に適するように、有機半導体層を複数チャネル間にまたがって形成するためストライプ形状とする技術（特許文献２）などが公開されている。

従来の凸版印刷装置の一例を、図３を用いて説明する。図３に示した凸版印刷装置では、印刷用凸版２８が装着される回転式の版胴２７と、凸版２８の版面にインキ２５を供給するためのアニロックスロール２６と、アニロックスロール２６にインキ２５を供給するためのインキチャンバー２３と、アニロックスロール上の余剰インキを掻き落とすためのドクター２４と、被印刷基板２２が載置される基板定盤２１、を有している。ドクター２４としては、金属板や樹脂板などからなるブレードや、樹脂やゴムなどを外周に形成したロールなどを使用することが多い。

他に、インキチャンバーを使用しない方式として、アニロックスロールにダイコーターやリップコーターなどでインキを直接塗布する方式なども考えられている。それらは、ドクターとアニロックスロールの接触による金属異物や樹脂異物の発生を嫌うことが多い、エレクトロニクス系製品の形成工程で用いられることが多い。

ドクターを使用した場合は影響が顕著ではあるが、実際にはドクターの使用の有無によらず、長時間、多量の印刷を行う場合には、アニロックスロール表面及びセル内への異物混入や、インキ乾燥による印刷ムラの発生、乾燥や酸化などによって劣化した材料の残留など、特性に悪影響を及ぼす現象が発生しやすい。

そこで、そのような現象を防止する方法として、アニロックスロールを凸版印刷装置内で洗浄を行うための洗浄装置について、スプレーやエアナイフなどを用いた機上洗浄装置（特許文献３）についての研究が行われている。機上洗浄装置では、洗浄液やインキなどが洗浄工程によって機内に漏れたり、飛散したりしないことが必要であるが、特許文献３で見られるような機上洗浄装置では、洗浄性とトレードオフの関係になり易い。

また、上述の通り、洗浄液の液漏れや飛散を防ぐため、機上洗浄装置の設置位置に制限がかかりやすい。

特開２００６−６３３３４号公報 特開２００８−２３５８６１号公報 特開２０１１−２１２９３３号公報

本発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、その目的はアニロックスロールを用いた凸版印刷法において、連続動作における、印刷性の低下や特性劣化を、アニロックスロール上のインキ状態を管理可能にすることによって抑制可能な凸版印刷装置及び印刷物の製造方法を提供することにある。

本発明者は上述のような課題を解決するために検討を行った結果、次のような手段が有効であることを見出した。

本発明の請求項１記載の発明は、凸版を印刷版とする凸版印刷装置であって、凸版が設置される回転式の版胴と、被印刷基板を載置する基板定盤と、凸版にインキを供給するアニロックスロールと、アニロックスロールにインキを供給するインキ供給装置と、アニロックスロールの表面を洗浄するアニロックスロール洗浄装置とを備え、アニロックスロール洗浄装置は、アニロックスロールの表面に洗浄液を噴射する洗浄液噴射ノズルを備えた洗浄液供給ユニットと、アニロックスロールの表面に供給された洗浄液を吸気によって回収する洗浄液回収ユニットと、洗浄液回収ユニット上方にアニロックスロールに気体を噴射する上送風ユニットと、洗浄液回収ユニット下方にアニロックスロールに気体を噴射する下送風ユニットと、を少なくとも備え、
上送風ユニット及び下送風ユニットはそれぞれ加圧気体を噴射する気体噴射ノズルを有し、
且つ、アニロックスロール表面に直行する角度、あるいは洗浄液回収ユニット側に傾けた角度でそれぞれ配置されていることを特徴とする凸版印刷装置である。

本発明の請求項２記載の発明は、洗浄液が揮発性の有機溶媒であることを特徴とする請求項１記載の凸版印刷装置である。

本発明の請求項３記載の発明は、上送風ユニット及び、下送風ユニットが、エアナイフからなることを特徴とする請求項１乃至２記載の凸版印刷装置である。

本発明の請求項４記載の発明は、上送風ユニットと下送風ユニットそれぞれから噴射される加圧気体がアニロックスロール表面の同じ位置にあたるように設置されていることを特徴とする請求項１乃至３記載の凸版印刷装置である。

本発明の請求項５記載の発明は、洗浄液供給ユニット、洗浄液回収ユニット、上送風ユニット、下送風ユニットが、アニロックスロールの上半面に設置されていることを特徴とする請求項１乃至４記載の凸版印刷装置である。

本発明の請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の凸版印刷装置を用いて、アニロックスロール上のインキ塗膜を凸版に転移させる工程と、該凸版上のインキ塗膜を被印刷基板に転写させる工程と、アニロックスロール上に残留しているインキを除去する工程とを有する印刷物の製造方法であって、
前記アニロックスロールに残留しているインキを除去する工程が、
アニロックスロールに洗浄液を供給する工程と、
アニロックスロールから洗浄液を除去する工程と、
を有することを特徴とする印刷物の製造方法である。

本発明の請求項７記載の発明は、洗浄液は揮発性の有機溶媒であり、アニロックスロールから洗浄液を除去する工程が、加圧された気体の噴射により洗浄液を除去するものであることを特徴とする請求項６に記載の印刷物の製造方法である。

本発明の請求項８記載の発明は、前記アニロックスロールに残留しているインキを除去する工程が、所定の一定時間ごとに実行されることを特徴とする請求項６または７に記載の印刷物の製造方法である。

本発明の凸版印刷装置によれば、従来の一般的な凸版印刷装置に比べて、長時間の動作後であっても、膜厚ムラや、混入異物などが少ない印刷物を凸版印刷法によって製造することができる。

本発明によるアニロックスロールを用いた凸版印刷装置の一構成例を示す概略図である。 本発明によるアニロックスロールを用いた凸版印刷装置の一構成例の一部を拡大した概略図である。 従来の一般的なアニロックスロールを用いた凸版印刷装置の一構成例を示す概略図である。 従来のアニロックスロールを用いた凸版印刷装置において、送風ユニットを具備する場合の一構成例を示す概略図である。 本発明によるインキチャンバーを用いた凸版印刷装置の一構成例を示す概略図である。 本発明における凸版印刷装置の各部位のセッティングの一例を示した概略図。 本発明における凸版印刷装置の各部位のセッティングの一例を示した概略図。

図１は、本発明の凸版印刷装置の一構成例を示す概略図である。図３に示した従来の一般的な凸版印刷装置の構成に対して、本発明では図１に示すように、アニロックスロール６を洗浄するためのアニロックスロール洗浄装置１３を設置している。このアニロックスロール洗浄装置１３は、アニロックスロール６の表面に洗浄液を噴射する洗浄液噴射ノズルを備えた洗浄液供給ユニット１０と、アニロックスロール６の表面に供給された洗浄液を吸気によって回収する洗浄液回収ユニット１１と、洗浄液回収ユニット１１の上方にあるアニロックスロール６に気体を噴射する上送風ユニット９と、洗浄液回収ユニット１１の下方にあるアニロックスロール６に気体を噴射する下送風ユニット１２とからなる。

上送風ユニット９と洗浄液供給ユニット１０の位置関係は、どちらが上でも問題ないが、洗浄液供給ユニット１０が上送風ユニット９よりも上方にある場合、上送風ユニット９の設置角度によっては、上送風ユニット９から噴射される加圧気体によって洗浄液が飛び散る可能性があるため、特に理由がない限り洗浄液供給ユニット１０は上送風ユニット９よりも下方にある方が望ましい。

図３に、アニロックスロール洗浄装置１３を拡大した説明図を示す。洗浄液供給ユニット１０は、アニロックスロール６の表面に洗浄液を噴射する洗浄液噴射ノズル１０ａを有し、この洗浄液噴射ノズル１０ａは洗浄液供給ホース１０ｂにより図示していない洗浄液タンクに接続されている。洗浄液としてはインキ材料の溶解性の高い液体が望ましく、洗浄後アニロックスロールを乾燥させやすくするため揮発性のある有機溶媒などが望ましい。
洗浄液回収ユニット１１は、吸気を行う吸気ノズル１１ａを有し、この吸気ノズル１１ａは洗浄液回収ホース１１ｂにより図示していないエジェクタータンクに接続されている。上送風ユニット９は、アニロックスロール６の表面に加圧気体を噴射する気体噴射上ノズル９ａを有し、この気体噴射上ノズル９ａはエアー配管９ｂに接続されている。下送風ユニット１２は、アニロックスロール６の表面に加圧気体を噴射する気体噴射下ノズル１２ａを有し、この気体噴射下ノズル１２ａはエアー配管１２ｂに接続されている。

洗浄工程について説明する。洗浄液噴射ノズルからアニロックスロール表面に洗浄液が噴射される。噴射方式については、洗浄液の加圧や二流体の使用などいずれでも問題ないが、アニロックスロール表面への打力が強いほど洗浄性は上がる。上送風ユニット及び下送風ユニットから噴射された加圧気体によってアニロックスロール表面上の洗浄液を掻き取り、霧散させる。そして洗浄液回収ユニットが吸気をすることで、霧散した洗浄液の回収を行う。
上送風ユニット及び下送風ユニットは、アニロックスロールから洗浄液を掻き取るため、エアナイフのような構造であることが望ましい。

洗浄を実施するタイミングは特に定めないが、例えば印刷処理の実行開始時または終了時に洗浄してもよいし、ある一定時間ごとに洗浄してもよい。洗浄処理の操作は印刷オペレータが印刷装置の操作盤（図示せず）を通じて実行指示することができるが、自動的に一定間隔で洗浄することも可能である。特に長時間の連続印刷を行う場合には、一定時間ごとに洗浄を繰り返すことは、印刷品質を安定させる上で有効である。

次に本発明の特徴の一つである下送風ユニットの有無による洗浄性の違いについて説明する。例えば、前記特許文献３の場合においては下送風ユニットを有していない。
図４に特許文献３の技術による送風ユニットの構成を示した。図４に示すように、洗浄液供給ユニット４０から洗浄液が噴射され、上方に設置された送風ユニット４４から噴射される加圧気体によって洗浄液が掻き取られ、洗浄液回収ユニット４１が吸気することで、
霧散した洗浄液が回収される。しかしこの場合、掻き取りの方向は一方向であって、上から下に限定されている。
そのため、洗浄液４６が液残りとなって定盤や装置内に垂れることを予防するために、洗浄液の受け皿４５を掻き取り位置下部に設置する必要がある。

本発明では、下送風ユニットにより下から上方向にも加圧気体を噴射することで洗浄液の垂れを抑制することができるため、洗浄液の受け皿を設置する必要がない。そのため、アニロックスロール洗浄装置を小さくすることができ、径の小さいロールへの対応が可能である。また、図５に示すように、本発明の構成によればインキチャンバー３を設置したままでも使用できるといった利点がある。図５において、上送風ユニット９および下送風ユニット１２から加圧気体が噴射されることにより、アニロックスロール６上の洗浄液を掻き取り、洗浄液が霧散するが、その際に洗浄液残りである洗浄液滴１４は洗浄液回収ユニット１１からの吸気によって回収される。

また、一方向から気体を噴射した場合は、洗浄液が掻き取りきれずに、気体噴射方向に流れて広がってしまうことで汚れが広がる可能性があるが、本発明では二方向からの噴射のため、洗浄液が流れて広がることがなく、汚れが広がる心配がない。

さらに掻き取りの効果を強くするためには、例えば図６に示すように、上送風ユニット９から噴射される加圧気体がアニロックスロール６表面にぶつかる位置と、下送風ユニット１２から噴射される加圧気体がアニロックスロール６表面にぶつかる位置が同じ位置になるように、上下の送風ユニットの位置あるいは噴射される加圧気体の方向１７を調整することが望ましい。

また、配置については、インキチャンバーをアニロックスロール下部に設置することが多いため、アニロックスロール下部側に洗浄装置のための十分なスペースを得ることが難しいことが多い。その場合にも、本発明によれば洗浄液の飛散や液漏れを心配する必要がないため、例えば図７に示すように、アニロックスロール６の上部にアニロックスロール洗浄装置１３を設置することも可能である。

次に本発明の実施例について説明する。
本発明による凸版印刷装置を用いて、アニロックスロールの洗浄評価を行った。なお、本発明は実施例に限定されるものではなく、本発明を達成できる範囲での改良・変形等は、本発明の趣旨を逸脱するものではない。

＜実施例１＞
（感光性樹脂凸版１０４の作製）
厚さ２５０μｍのニッケル材を凸版の版基材として用い、この基材の上に黒色顔料を混錬したアクリルバインダー樹脂溶液を乾燥膜厚が１０μｍになるように塗布して乾燥し、反射防止層を形成した。

次に感光性樹脂層を形成した。
水溶性ポリアミドを主成分とし、ラジカル重合性モノマーとしてとしてジペンタエリスリトールヘキサキスアクリレート、光重合開始剤として２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製）を混錬した感光性樹脂組成物を用い、基材の表面に版材の総厚が３１０μｍとなるように溶融塗工したものを感光性樹脂層とし、ポリビニルアルコール溶液を乾燥膜厚１μｍになるように塗布したポリエチレンテレフタレートフィルム（フィルム厚み１２５μｍ：帝人デュポンフィルム社製）をラミネートした。

合成石英基材のクロムマスクを樹脂凸版パターンの原版とし、このマスクをプロキシミティ露光装置にセットしたものを用いて樹脂凸版を露光し、ストライプパターンの凸版を作製した。作製したパターンの凸部幅は１００μｍ、凸部ピッチは１０００μｍである。

（インキ）
ポリマー材料をアニソール溶媒に溶解してその粘度が１００ｍＰａ・ｓになるように濃度を調整し、調液を行った。調液したポリマー材料は、洗浄液として用いたトルエンに対して、十分な溶解性を示した。

（アニロックスロール洗浄装置）
アニロックスロール洗浄装置として、上から上送風ユニット、洗浄液供給ユニット、洗浄液回収ユニット、下送風ユニットになるように設置を行った。洗浄液としてトルエンを用いた。設置位置は、洗浄液供給ユニット内の洗浄液噴射ノズルが鉛直下向きになるように設置した。

（印刷工程）
凸版を枚葉式の凸版印刷機の版胴に固定した。アニロックスロールとして、φ２００ｍｍ×４００ｍｍのクロムメッキロールを用いた。形成されるパターンは１辺６５μｍの正方形セルが７２．５μｍピッチで形成されるスクエアパターンであり、これらのパターンはロール水平線より６０°傾いて形成されている。

次に、アニロックスロールをセッティングしたインキチャンバーにインキを満たした。投入したインキ量は、アニロックスロール下部が５ｍｍ浸漬する量とした。インキング工程及びドクタリング工程を行い、インキを凸版の凸部にインキングした。インキング工程及びドクタリング工程時のアニロックスロールの周速は１００ｍｍ／ｓで行った。

インキングされた凸版を被印刷基板であるガラスに押し当てて転動し、ガラスの上にストライプパターンを印刷した。その後、アニロックスロールを洗浄し、さらにもう一枚印刷を行った。

＜比較例１＞
比較例１として、下送風ユニットを設置せず、上送風ユニットのみとしたこと以外は、実施例１と同様に行った。

＜評価＞
実施例１と比較例１について、洗浄後のアニロックスロール表面の観察、および印刷物２枚目の印刷状態について観察を行った。その結果を表１に示す。

＜比較結果＞
表１によると、実施例１のように上下に送風ユニットを配置した場合と、比較例１のように上送風ユニットのみとした場合とでは、洗浄液残りの有無や印刷物のムラに差が見られた。この結果から、本発明の凸版印刷装置を用いてアニロックスロールの洗浄を行うことにより、洗浄液の漏れや飛散による液残りが無く、さらに印刷物のムラを防いで良好な印刷物が得られることがわかった。

１，２１・・・基板定盤
２，２２・・・被印刷基板
３，２３・・・インキチャンバー
４，２４・・・ドクター
５，２５・・・インキ
６，２６・・・アニロックスロール
７，２７・・・版胴
８，２８・・・凸版
９・・・上送風ユニット
９ａ・・・気体噴射上ノズル
９ｂ・・・エアー配管
１０・・・洗浄液供給ユニット
１０ａ・・・洗浄液噴射ノズル
１０ｂ・・・洗浄液供給ホース
１１・・・洗浄液回収ユニット
１１ａ・・・吸気ノズル
１１ｂ・・・洗浄液回収ホース
１２・・・下送風ユニット
１２ａ・・・気体噴射下ノズル
１２ｂ・・・エアー配管
１３・・・アニロックスロール洗浄装置
１４・・・洗浄液滴
１７・・・加圧気体の噴射方向
４０・・・洗浄液供給ユニット
４１・・・洗浄液回収ユニット
４４・・・送風ユニット
４５・・・洗浄液の受け皿
４６・・・アニロックスロール

Claims (8)

1. 凸版を印刷版とする凸版印刷装置であって、
   前記凸版が設置される回転式の版胴と、被印刷基板を載置する基板定盤と、前記凸版にインキを供給するアニロックスロールと、前記アニロックスロールにインキを供給するインキ供給装置と、前記アニロックスロールの表面を洗浄するアニロックスロール洗浄装置とを備え、
   前記アニロックスロール洗浄装置は、前記アニロックスロールの表面に洗浄液を噴射する洗浄液噴射ノズルを備えた洗浄液供給ユニットと、
   前記アニロックスロールの表面に供給された洗浄液を吸気によって回収する洗浄液回収ユニットと、
   前記洗浄液回収ユニット上方に前記アニロックスロールに気体を噴射する上送風ユニットと、前記洗浄液回収ユニット下方に前記アニロックスロールに気体を噴射する下送風ユニットと、を少なくとも備え、
   前記上送風ユニット及び前記下送風ユニットはそれぞれ加圧気体を噴射する気体噴射ノズルを有し、且つ、前記アニロックスロール表面に直行する角度、あるいは前記洗浄液回収ユニット側に傾けた角度でそれぞれ配置されていることを特徴とする凸版印刷装置。
2. 前記洗浄液が揮発性の有機溶媒であることを特徴とする請求項１記載の凸版印刷装置。
3. 前記上送風ユニット及び、前記下送風ユニットが、エアナイフからなることを特徴とする請求項１乃至２記載の凸版印刷装置。
4. 前記上送風ユニットと前記下送風ユニットそれぞれから噴射される加圧気体が前記アニロックスロール表面の同じ位置にあたるように設置されていることを特徴とする請求項１乃至３記載の凸版印刷装置。
5. 前記洗浄液供給ユニット、前記洗浄液回収ユニット、前記上送風ユニット、前記下送風ユニットが、前記アニロックスロールの上半面に設置されていることを特徴とする請求項１乃至４記載の凸版印刷装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の凸版印刷装置を用いて、
   アニロックスロール上のインキ塗膜を凸版に転移させる工程と、該凸版上のインキ塗膜を被印刷基板に転写させる工程と、アニロックスロール上に残留しているインキを除去する工程とを有する印刷物の製造方法であって、
   前記アニロックスロールに残留しているインキを除去する工程が、
   アニロックスロールに洗浄液を供給する工程と、
   アニロックスロールから洗浄液を除去する工程と、
   を有することを特徴とする印刷物の製造方法。
7. 前記洗浄液は揮発性の有機溶媒であり、
   前記アニロックスロールから前記洗浄液を除去する工程が、加圧された気体の噴射により洗浄液を除去するものであることを特徴とする請求項６に記載の印刷物の製造方法。
8. 前記アニロックスロールに残留しているインキを除去する工程が、
   所定の一定時間ごとに実行されることを特徴とする請求項６または７に記載の印刷物の製造方法。