JP5241069B2 - シート状あるいは中空円筒状印刷基材 - Google Patents
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特に近年、フレキソ印刷分野においては、版胴上で正確に位置合わせをしながらシート状の版を貼り込む方法ではなく、剛直あるいはフレキシブルな円筒状支持体上に版を貼り込み、貼り込んだものを版胴に挿入する方法、更に円筒状支持体上にパターン形成可能な樹脂版を形成した円筒状印刷原版を形成し、その後表面にパターンを形成して版胴に挿入する方法が取られるようになってきた。また、円筒状支持体上に貼り込んだシート状の版による継ぎ目のある図柄のみでなく、円筒状支持体の全周を印刷図柄に用いる連続図柄のデザインが増えてきている。また、表面に凹凸パターンを形成する方法として、写真製版技術を用いて露光、現像工程を経てパターンを形成する技術があるが、最近ではレーザービームで直接彫るレーザー彫刻法が注目されている。
:「FLEXOGRAPHY、5thEdition、Volume4」、米国フレキソ印刷技術協会編、1999年発刊
1.表面にレーザー彫刻による凹凸パターンを形成可能で、内部に繊維状強化材を有する、繊維強化された樹脂硬化物層から成る印刷基材であって、該印刷基材がシート状あるいは中空円筒状の成形体であることを特徴とするシート状あるいは中空円筒状印刷基材。
2.前記繊維状強化材がレーザー彫刻可能な樹脂硬化物層表面から深さ方向に0.05mm以上深い位置に存在していることを特徴とする1.に記載のシート状あるいは中空円筒状印刷基材。
3.前記繊維状強化材が均一に存在していることを特徴とする1.又は2.に記載のシート状あるいは中空円筒状印刷基材。
5.繊維状強化材が、ガラス繊維、アルミナ繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、セルロース繊維、ポリウレタン繊維、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、窒化ケイ素繊維、金属繊維からなる群から選択される少なくとも1種類の繊維からなる織布あるいは不織布であることを特徴とする1.から4.のいずれかに記載のシート状あるいは中空円筒状印刷基材。
6.中空円筒状印刷基材を形成するレーザー彫刻可能な樹脂硬化物層が、継ぎ目を有しないことを特徴とする1.から5.のいずれかに記載の中空円筒状印刷基材。
7.繊維状強化材が、レーザー彫刻により形成される樹脂硬化物層表面の凹部に露出していないことを特徴とする1.から6.のいずれかに記載のシート状あるいは中空円筒状印刷基材。
8.感光性樹脂組成物が、20℃において液状であることを特徴とする4.に記載のシート状あるいは中空円筒状印刷基材。
9.シート状あるいは中空円筒状印刷基材が、レーザー彫刻可能な樹脂硬化物層と組成の異なる支持体を有していないことを特徴とする1.または2.に記載のシート状あるいは中空円筒状印刷基材。
10.シート状あるいは中空円筒状印刷基材が、フレキソ印刷、レタープレス印刷、ドライオフセット印刷、グラビア印刷のいずれかの印刷法で用いられる印刷原版、あるいはオフセット印刷ブランケット、あるいはエンボス加工用基材、あるいはインキ絞りロールであることを特徴とする1.から9.のいずれかに記載のシート状あるいは中空円筒状印刷基材。
12.円筒状支持体表面上に織布あるいは不織布を巻きつける工程、巻きつけられた織布あるいは不織布上に感光性樹脂組成物を塗布し感光性樹脂組成物層を形成する工程、形成された感光性樹脂組成物層に光を照射し感光性樹脂硬化物層を形成する工程を含むことを特徴とするレーザー彫刻可能な中空円筒状印刷基材の製造方法。
13.円筒状支持体表面上に、感光性樹脂組成物を含浸した織布あるいは不織布を巻きつけ中空円筒状プリプレグ層を形成する工程、形成された中空円筒状プリプレグ層の上に、前記感光性樹脂組成物を塗布し感光性樹脂組成物層を形成する工程、更に形成された感光性樹脂組成物層に光を照射し感光性樹脂硬化物層を形成する工程を含むことを特徴とするレーザー彫刻可能な中空円筒状印刷基材の製造方法。
14.円筒状支持体がエアーが噴出す細孔を有するエアーシリンダーであり、該エアーシリンダー表面がフッ素系離型材層で被覆されていることを特徴とする12.又は13.に記載のレーザー彫刻可能な中空円筒状印刷基材の製造方法。
15.感光性樹脂組成物層に光を照射し感光性樹脂硬化物層を形成する工程の後に、更に、中空円筒状印刷基材を円筒状支持体の長軸方向に切断しシート状印刷基材を形成する工程を含むことを特徴とする12.から14.のいずれかに記載のシート状印刷基材の製造方法。
本発明は、レーザー彫刻可能な樹脂硬化物層内部に繊維状強化材を有する印刷基材、あるいはレーザー彫刻可能な樹脂硬化物層の下に位置し且つクッション性を有する樹脂層内部に繊維状強化材を有するシート状あるいは中空円筒状印刷基材に関するものである。
本発明では、従来技術において用いられていたシート状支持体あるいは中空円筒状支持体を用いることなくシート状あるいは中空円筒状印刷基材が形成されることが好ましい。すなわち、レーザー彫刻可能な樹脂硬化物層あるいはクッション性を有する樹脂層が、層内に繊維状強化材を有することにより、支持体としての機能も併せ持つことができる。したがって、レーザー彫刻可能な樹脂硬化物層および/またはクッション性を有する樹脂層と組成の異なる支持体を有していないことが好ましい。
繊維状強化材は、印刷基材を用いた印刷工程における印刷品質確保の観点からレーザー彫刻あるいは写真製版により形成される樹脂硬化物層表面の凹部に露出していないことが好ましい。繊維状強化材が上記の領域範囲に存在していれば、印刷基材の表面近傍に、該繊維状強化材が露出しないのでインキが付着することがなく、非印刷部に印刷汚れが発生することを抑制することができる。
本発明の繊維状強化材の存在位置は、印刷基材を厚み方向に垂直に切断した切断面を光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡で観察することにより確認することができる。また、レーザー彫刻あるいは写真製版により形成された樹脂硬化物表面の凹部において、繊維状強化材の存在の有無は、該凹部を光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡にて確認することが可能である。
本発明においてシート状印刷基材を形成する方法として、上記のようにして作製した中空円筒状印刷基材を円筒状支持体の長軸方向に切断して製造する方法を採用しても構わない。
また、レーザー彫刻可能な樹脂硬化物層の下部にクッション性を有する樹脂層を形成する場合においても、形成される樹脂層は、該樹脂層を形成する分子鎖が3次元的に絡みあった構造や3次元的に架橋した構造であり、使用する溶剤雰囲気においても溶解しないことが好ましい。また、硬化速度が速い観点から感光性樹脂組成物(β)を用いることが好ましい。
感光性樹脂組成物(α)は、シート状あるいは円筒状に成形される工程に続く、高エネルギー活性線を照射する工程の前あるいは後で、樹脂硬化物層の厚みを調整することが好ましい。本発明の高エネルギー活性線とは、紫外線、電子線、γ線、X線、分子線等の波長の短い光をいう。特に取り扱いの容易さから、波長200nm以上400nm以下の紫外線を含む光が好ましい。光硬化に用いられる光源としてはメタルハライドランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、紫外線蛍光灯、カーボンアーク灯、キセノンランプ等が挙げられ、その他公知の方法で硬化を行うことができる。また、複数の種類の光源の光を照射しても構わない。
感光性樹脂組成物(β)について、特に限定するものではないが、作業性の観点から20℃において液状の感光性樹脂組成物(β)を用いることが好ましい。更に、20℃において液状の感光性樹脂組成物(β)の粘度は、10Pa・s以上50kPa・s以下であることが好ましい。より好ましい範囲は50Pa・s以上30kPa・s以下、更に好ましい範囲は100Pa・s以上20kPa・s以下である。上記の粘度範囲であれば、液状の感光性樹脂組成物(β)を円筒状表面に成形することが容易であり、重力により液ダレを起こすことなく取り扱いが容易になる。クッション層の上に形成するレーザー彫刻可能な樹脂硬化物層との接着性確保のため、感光性樹脂組成物(β)は、大気中で光硬化する樹脂組成でなくても良い。
クッション性を有する樹脂層のASKER−C硬度は、10度以上80度以下が好ましい範囲である。より好ましくは、20度以上70度以下、更に好ましくは20度以上60度以下である。
本発明で用いる有機系微粒子あるいは気泡の形状は、真球状である必要はないが、球状であることが好ましい。球状には、真球が少なくとも1方向に圧縮されて変形した形状のものも含まれる。
隔壁は無機系微粒子でコーティングされていることが望ましい。コーティングによって真比重が増加するため取り扱いが容易となる。無機系粒子としては、シリカ、炭酸カルシウム、酸化チタン等を挙げることができる。また、無機系粒子をコーティングすることにより、感光性樹脂組成物中で、該既膨張マイクロカプセルの保存安定性を向上させることもできる。
本発明のシート状あるいは中空円筒状印刷基材は、レーザー彫刻可能な樹脂硬化物および/あるいはクッション性を有する樹脂硬化物と組成の異なる樹脂層を有しないこと、すなわち支持体の機能のみを有する樹脂層を有さないことが好ましい。
本発明で用いる感光性樹脂組成物(α)および感光性樹脂組成物(β)における樹脂(a)、有機化合物(b)、及び光重合開始剤(c)の割合は、通常、樹脂(a)100重量部に対して、有機化合物(b)は5〜200重量部が好ましく、20〜100重量部の範囲がより好ましい。又、光重合開始剤(c)は樹脂(a)と有機化合物(b)の合計量の0.01〜10重量部の範囲が好ましい。有機化合物(b)の割合が、上記の範囲であれば、得られる印刷版などの硬度と引張強伸度のバランスがとりやすい。また、架橋反応での収縮も小さく、厚み精度を確保できる。
本発明の樹脂組成物より得られるクッション層の機械強度を高めるためには、有機化合物(b)としては脂環族または芳香族の誘導体を少なくとも1種類以上有することが好ましく、この場合、有機化合物(b)の全体量の20wt%以上であることが好ましく、更に好ましくは50wt%以上である。また、前記芳香族の誘導体として、窒素、硫黄等の元素を有する芳香族化合物であっても構わない。
(式中、R2は各々独立に、水素原子または炭素数1〜10のアルキル基を表す。また、Xは炭素数1〜10のアルキレン基を表す。)
水素引き抜き型光重合開始剤として機能する部位と崩壊型光重合開始剤として機能する部位を同一分子内に有する化合物の添加量としては、感光性樹脂組成物(α)全体量の0.1wt%以上10wt%以下が好ましく、より好ましくは0.3wt%以上3wt%以下である。添加量がこの範囲であれば、感光性樹脂組成物(α)を大気中で光硬化させた場合であっても、硬化物の機械的物性は充分に確保できる。
本発明のシート状あるいは中空円筒状印刷基材は、フレキソ印刷、レタープレス印刷、ドライオフセット印刷、グラビア印刷のいずれかの印刷法で用いられる印刷原版、あるいはオフセット印刷ブランケット、あるいはエンボス加工用基材、あるいはインキ絞りロールとして用いることができる。
(1)レーザー彫刻
レーザー彫刻は炭酸ガスレーザー彫刻機(商標:ZED−mini−1000、英国、ZED社製、米国、コヒーレント社製、出力250W炭酸ガスレーザーを搭載)を用いて行った。彫刻は、網点(80 lines per inch で面積率10%)、500μm幅の凸線による線画、及び、500μm幅の白抜き線を含むパターンを作成して実施した。彫刻深さを大きく設定すると、微細な網点部のパターンのトップ部の面積が確保できず、形状も崩れて不鮮明となるため、彫刻深さは0.55mmとした。
樹脂(a)の数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフ法(GPC法)を用いて、分子量既知のポリスチレンで換算して求めた。高速GPC装置(日本国、東ソー社製、商標、HLC−8020)とポリスチレン充填カラム(商標:TSKgel GMHXL;日本国、東ソー社製)を用い、テトラヒドロフラン(THF)で展開して測定した。カラムの温度は40℃に設定した。GPC装置に注入する試料としては、樹脂濃度が1wt%のTHF溶液を調製し、注入量10μlとした。また、検出器としては、樹脂(a)に関しては紫外吸収検出器を使用し、モニター光として254nmの光を用いた。
合成した樹脂(a)の分子内に存在する重合性不飽和基の平均数は、未反応の低分子成分を液体クロマトグラフ法を用いて除去した後、核磁気共鳴スペクトル法(NMR法)を用いて分子構造解析し求めた。
温度計、攪拌機、還流器を備えた3Lのセパラブルフラスコに旭化成ケミカルズ株式会社製ポリカーボネートジオールである、商標「PCDL T4672」(数平均分子量1945、OH価57.7)1141.45gとトリレンジイソシアナート78.22gを加え80℃に加温下に約3時間反応させた後、2−メタクリロイルオキシイソシアネート21.36gを添加し、さらに約3時間反応させて、末端がメタアクリル基(分子内の重合性不飽和基が1分子あたり平均約1個)である数平均分子量約11000の樹脂(ア)を製造した。この樹脂は20℃では水飴状であり、外力を加えると流動し、かつ外力を除いても元の形状を回復しなかった。
得られた中空円筒状印刷基材の一部を切り出し、印刷性評価試験としてフレキソ印刷機(英国、KR社製、商標「FLEXIPROOF100」)で印刷を行った。版胴に両面接着層付のクッションテープ(住友3M社製、「1820」)を気泡が入らないように注意して貼り付け、その上に一部を切り出したレーザー彫刻版を貼り付けた。網点を均一に再現することができた。
厚さ100μmのナイロンメッシュを、ガラスクロス(旭シュエーベル社製、商標名「2116」)に置き換え、エアーシリンダーに巻きつける回数を2回とした以外は、実施例1と同様にして、内部のガラスクロスで繊維強化された感光性樹脂硬化物からなる中空円筒状印刷基材を得た。感光性樹脂組成物(α)とガラスクロスを有するプリプレグの厚さは、200μmであった。実施例1と同様に、レーザー彫刻により、表面に凹凸パターンを形成した。切削研磨工程においても、感光性樹脂硬化物がガラス繊維から剥がれることはなかった。
また、実施例1と同様の方法で印刷評価を実施したところ、網点を均一に再現することができた。
樹脂(a)として実施例1で作製した樹脂(ア)100重量部、有機化合物(b)としてフェノキシエチルアクリレート25重量部とポリプロピレングリコールモノアクリレート19重量部、光重合開始剤として2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン1重量部、加熱により膨張させた平均粒子径が約100μmのマイクロカプセル(松本油脂社製、商標「MFL100CA」10.6重量部、その他添加剤として2,6−ジ−t−ブチルアセトフェノン0.5重量部を加えて、クッション層用の感光性樹脂組成物(β)を調製した。
更に、作製したクッション層の上に実施例1で用いた感光性樹脂組成物(α)を厚さ1.5mmに塗布し、メタルハライドランプの光を照射し光硬化させた。表面の平滑性を確保するために、研削研磨を実施した。このようにして、クッション層を下部に有する中空円筒状印刷基材を作製した。エアーシリンダーを回転させながら研削研磨を実施したが、感光性樹脂組成物(β)の光硬化物からなるクッション層と、感光性樹脂組成物(α)の光硬化物からなるレーザー彫刻層との界面で剥離することはなかった。
Claims (15)
- 表面にレーザー彫刻による凹凸パターンを形成可能で、内部に繊維状強化材を有する、繊維強化された樹脂硬化物層から成る印刷基材であって、該印刷基材がシート状あるいは中空円筒状の成形体であることを特徴とするシート状あるいは中空円筒状印刷基材。
- 前記繊維状強化材がレーザー彫刻可能な樹脂硬化物層表面から深さ方向に0.05mm以
上深い位置に存在していることを特徴とする請求項1に記載のシート状あるいは中空円筒
状印刷基材。 - 前記繊維状強化材が均一に存在していることを特徴とする請求項1又は2に記載のシート状あるいは中空円筒状印刷基材。
- レーザー彫刻可能な樹脂硬化物が、感光性樹脂組成物を光硬化させて形成された感光性樹
脂硬化物であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のシート状あるいは中空円筒状印刷基材。 - 繊維状強化材が、ガラス繊維、アルミナ繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、セルロ
ース繊維、ポリウレタン繊維、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、窒化ケイ素繊維、金属繊維か
らなる群から選択される少なくとも1種類の繊維からなる織布あるいは不織布であること
を特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のシート状あるいは中空円筒状印刷基材。 - 中空円筒状印刷基材を形成するレーザー彫刻可能な樹脂硬化物層が、継ぎ目を有しないこ
とを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の中空円筒状印刷基材。 - 繊維状強化材が、レーザー彫刻により形成される樹脂硬化物層表面の凹部に露出していな
いことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のシート状あるいは中空円筒状印刷基材。 - 感光性樹脂組成物が、20℃において液状であることを特徴とする請求項4に記載のシート状あるいは中空円筒状印刷基材。
- シート状あるいは中空円筒状印刷基材が、レーザー彫刻可能な樹脂硬化物層と組成の異なる支持体を有していないことを特徴とする請求項1または2に記載のシート状あるいは中空円筒状印刷基材。
- シート状あるいは中空円筒状印刷基材が、フレキソ印刷、レタープレス印刷、ドライオフ
セット印刷、グラビア印刷のいずれかの印刷法で用いられる印刷原版、あるいはオフセッ
ト印刷ブランケット、あるいはエンボス加工用基材、あるいはインキ絞りロールであるこ
とを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載のシート状あるいは中空円筒状印刷基材。 - 請求項1から10のいずれかに記載のシート状あるいは中空円筒状印刷基材にレーザー光を照射し、レーザー光が照射された部分の樹脂硬化物が除去されることにより凹パターンが形成されたシート状あるいは中空円筒状印刷版。
- 円筒状支持体表面上に織布あるいは不織布を巻きつける工程、巻きつけられた織布あるい
は不織布上に感光性樹脂組成物を塗布し感光性樹脂組成物層を形成する工程、形成された
感光性樹脂組成物層に光を照射し感光性樹脂硬化物層を形成する工程を含むことを特徴と
するレーザー彫刻可能な中空円筒状印刷基材の製造方法。 - 円筒状支持体表面上に、感光性樹脂組成物を含浸した織布あるいは不織布を巻きつけ中空
円筒状プリプレグ層を形成する工程、形成された中空円筒状プリプレグ層の上に、前記感
光性樹脂組成物を塗布し感光性樹脂組成物層を形成する工程、更に形成された感光性樹脂
組成物層に光を照射し感光性樹脂硬化物層を形成する工程を含むことを特徴とするレーザ
ー彫刻可能な中空円筒状印刷基材の製造方法。 - 円筒状支持体がエアーが噴出す細孔を有するエアーシリンダーであり、該エアーシリンダ
ー表面がフッ素系離型材層で被覆されていることを特徴とする請求項12又は13に記載のレーザー彫刻可能な中空円筒状印刷基材の製造方法。 - 感光性樹脂組成物層に光を照射し感光性樹脂硬化物層を形成する工程の後に、更に、中空
円筒状印刷基材を円筒状支持体の長軸方向に切断しシート状印刷基材を形成する工程を含
むことを特徴とする請求項12から14のいずれかに記載のシート状印刷基材の製造方法。
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