凹版制版辊及其制造方法

专利名称：凹版制版辊及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种不用镀铬而可以具备具有充分的强度的表面强化覆 盖层的凹版制版辊及其制造方法，尤其涉及代替铬层而作为表面强化覆盖 层设置二氧化硅被膜层的凹版制版辊及其制造方法。
背景技术：
在凹版印刷中，相对版母材，对应制版信息形成微小的凹部(凹版单 元)，制作版面，在该凹版单元中填充墨液，转印到被印刷物。在通常的凹版制版辊中，在铝或铁等金属制中空辊或CFRP (碳纤维强化塑料)制 中空辊的表面设置版面形成用的镀铜层(版材)，利用蚀刻，对应制版信 息，在该镀铜层形成多个微小的凹部(凹版单元)，接着，利用用于增加 凹版制版辊的耐刷力的镀铬形成硬质的铬层，成为表面强化覆盖层，结束 制版(版面的制作)。但是，在镀铬工序中，由于使用毒性高的六价铬， 所以为了维持作业的安全而需要多余的成本，而且还存在发生公害的问 题，目前期待代替铬层的表面强化覆盖层的出现。另一方面，公知有在金属或树脂等基体涂敷全氢化聚硅氨垸溶液，在 大气中或含有水蒸气的气氛中热处理，形成二氧化硅的被膜的方法(专利 文献1 4)，已知用该硬质且强韧的二氧化硅(Si02)被膜覆盖汽车等交 通工具的外装内装的保护膜、眼镜框等金属制装饰品的劣化防止膜、建筑 物的内装外装的劣化，污染防止膜等或各种基板例如各种金属构件、各种 塑料构件、各种陶瓷构件、太阳电池用基板、各种光波导用基板、液晶用 基板等的技术(专利文献1 4)。但是，在凹版制版辊(凹版圆筒)的制 造中，使用全氢化聚硅氨烷溶液，在镀铜层上形成二氧化硅被膜，用作代 替铬层的表面强化覆盖层的技术尚未被开放。专利文献l:特开2001—089126专利文献2:特开2002—105676 专利文献3:特开2003 — 197611 专利文献4:特开2003—336010发明内容本发明人鉴于所述以往技术的问题点，对代替铬层的表面强化覆盖层 进行了潜心研究，结果发现通过使用全氢化聚硅氨垸溶液形成二氧化硅被 膜，可以得到具有比得上铬层的强度且没有毒性、也完全不必担心发生公 害的表面强化覆盖层，以至完成本发明。本发明的目的在于提供一种具备没有毒性而且也完全不必担心发生 公害的表面强化覆盖层同时耐刷力出色的新型凹版制版辊及其制造方法。为了解决所述课题，本发明的凹版制版辊的特征在于，由版母材、设 置于该版母材的表面且在表面形成多个凹版单元的镀铜层和覆盖该镀铜 层的表面的二氧化硅被膜构成，使用全氢化聚硅氨烷溶液形成所述二氧化 硅被膜。作为版母材，可以使用铁、铝等金属制中空辊或CFRP (碳纤维 强化塑料)制中空辊。在本发明的凹版制版辊中，所述镀铜层的厚度为50 20(Him，所述凹 版单元的深度为5 150pm，以及所述二氧化硅被膜的厚度为0.1 5pm， 优选为0.1 3fim，进而优选为0.1 lpm。本发明的凹版制版辊的制造方法的特征在于，由准备版母材的工序、 在该版母材的表面形成镀铜层的镀铜工序、在该镀铜层的表面形成多个凹 版单元的凹版单元形成工序、和在该形成有凹版单元的镀铜层的表面形成 二氧化硅被膜的二氧化硅被膜形成工序构成，使用全氢化聚硅氨垸溶液形 成所述二氧化硅被膜。作为溶解所述全氢化聚硅氨垸的溶剂，只要使用公知的溶剂即可，例 如可以使用苯、甲苯、二甲苯、醚、THF、 二氯甲烷、四氯化碳，还有如 专利文献3中记载的茴香酰、十氢萘、环己烯、甲基环己烷、乙基环己烷、 柠檬烯、己烷、辛烷、壬垸、癸烷、C8 — C11链状烷烃混合物、C18 C11 芳香族烃混合物、含有5重量％以上25重量％以下C8以上的芳香族烃 的脂肪族/脂环族烃混合物、solvesso (y，^、;/y) 、 二异丙醚、甲基特丁醚、十氢化萘以及二丁醚等。所述的溶解于各种溶剂中制作的全氢化聚硅氨垸溶液也可以直接在 过热水蒸气的加热处理下向二氧化硅转化，但为了实现反应速度的增加、 反应时间的短縮、反应温度的降低、形成的二氧化硅被膜的粘附性的提高 等而优选使用催化剂。这些催化剂也可以使用公知的例如胺或钯，具体而言，如专利文献l中所记载，可以举出有机胺例如配置有1一3个C1一5 的垸基的伯一叔直链状脂肪族胺、配置有l一3个苯基的伯一叔芳香族胺、 吡啶或其中甲基、乙基等烷基被环取代的环状脂肪族胺等，进而可以优选 举出二乙胺、三乙胺、一丁胺、 一丙胺、二丙胺等。这些催化剂可以预先 在全氢化聚硅氨垸溶液中添加，或者也可以在过热水蒸气的加热处理时的 处理气氛中使其以气化状态含有。在本发明的凹版制版辊的制造方法中，所述镀铜层的厚度为50 200)im，所述凹版单元的深度为5 150pm，以及所述二氧化硅被膜的厚 度为0.1 5(im，优选为0.1 3nm，进而优选为0.1 l|im。所述二氧化硅被膜形成工序优选由在所述镀铜层的表面涂敷全氢化 聚硅氨垸溶液从而形成规定膜厚的涂敷膜的涂敷膜形成处理，和利用过热 水蒸气加热所述己涂敷的全氢化聚硅氨垸涂敷膜规定时间从而成为规定 的硬度的二氧化硅被膜的被膜形成热处理构成。全氢化聚硅氨垸溶液的涂敷膜的厚度因全氢化聚硅氨烷溶液的浓度 而变动，被膜形成热处理后的二氧化硅被膜的厚度只要涂敷成0.1 5pm， 优选为0.1 3pm，进而优选为0.1 lpm即可。例如全氢化聚硅氨烷溶液 的浓度成为20%的情况下，只要成为目标二氧化硅被膜的厚度的5倍左 右的涂敷厚度即可。加热时间因过热水蒸气的温度而变动，5分钟 1小 时左右即可。作成的二氧化硅被膜的硬度以维氏硬度为800 3000左右。优选进一步包括用冷水或温水清洗利用所述加热处理形成的二氧化 硅被膜的表面的工序。通过用冷水或温水清洗形成的二氧化硅被膜的表 面，可以提高二氧化硅被膜的质量。只要使用冷水或常温水即可，温水使 用40。C 10(TC左右的加热水即可。清洗时间为30秒 10分钟左右即可。作为所述全氢化聚硅氨烷的涂敷方式，可以使用喷(spmy)涂、喷 墨涂敷、弯月形(meniscus)涂敷、喷(fountain)涂、浸涂、旋转涂敷、辊涂敷、线锭涂敷、气刀式涂敷、刮刀涂敷、帘涂等。使用的所述过热水蒸气的温度超过100'C，优选300以下，而中空辊 的材质为铝的情况下，超过20(TC的加热会引起中空辊的劣化，所以优选 超过100°C、 200'C以下。所述凹版单元的形成只要利用蚀刻法或电子雕刻法进行即可，优选蚀 刻法。在此，蚀刻法是在版母材的版筒面(镀铜层)涂敷感光液，直接烧 结，然后蚀刻，形成凹版单元的方法。电子雕刻法是利用数字信号使金刚 石雕刻针机械地作动，在版母材的镀铜层表面雕刻凹版单元的方法。利用本发明，作为表面强化覆盖层，通过使用由全氢化聚硅氨烷溶液 形成的二氧化硅被膜，可以省略镀铬工序，所以不使用毒性高的六价铬， 不需要用于维持作业的安全性的多余的成本，也不用担心发生公害，而且 二氧化硅被膜发挥出具有比得上铬层的强度、耐刷力也出色的大效果。


图1是模式地表示本发明的凹版制版辊的制造工序的说明图，(a)为 版母材的整体截面图，(b)表示在版母材的表面形成镀铜层的状态的部分 放大截面图，(c)表示在版母材的镀铜层形成凹版单元的状态的部分放大 截面图，(d)表示在版母材的镀铜层表面形成全氢化聚硅氨垸的涂敷层的 状态的部分放大截面图，(e)表示利用过热水蒸气的热处理使全氢化聚硅 氨烷涂敷层成为二氧化硅被膜的状态的部分放大截面图，。 图2是表示本发明的凹版制版辊的制造方法的流程图。 图中，IO—版母材，10a—凹版制版辊，12—镀铜层，14一凹版单元， 16—全氢化聚硅氨垸涂敷层，18 — 二氧化硅被膜。具体实施方式

以下对本发明的实施方式进行说明，不必说，这些实施方式只是例示 性地表示，在不脱离本发明的技术思想的范围内，可以进行各种变形。使用图l及图2说明本发明方法，在图1 (a)中，符号10为版母材， 使用铝、铁或CFRP等构成的中空辊(图2的步骤100)。在该版母材IO 的表面，利用镀铜处理形成镀铜层12 (图2的步骤102)。在该镀铜层12的表面形成多个微小凹部(凹版单元)14 (图2的步 骤104)。作为凹版单元14的形成方法，可以使用蚀刻法(在版筒面即镀 铜层涂敷感光液，直接烧结之后，蚀刻，形成凹版单元14)或电子雕刻 法(利用数字信号使金刚石雕刻针机械地作动，在镀铜层表面雕刻凹版单 元14)等公知的方法，但优选蚀刻法。接着，在所述形成凹版单元14的镀铜层12 (包括凹版单元14)的表面形成全氢化聚硅氨烷的涂敷层16 (图2的步骤106)。作为所述全氢化聚硅氨烷的涂敷层16的形成方式，只要利用喷(spmy)涂、喷墨涂敷、弯月涂敷、喷(fountain)涂、浸涂、旋转涂敷、辊涂敷、线锭涂敷、气刀式涂敷、刮刀涂敷、帘涂等涂敷方式涂敷全氢化聚硅氨垸溶液即可。 作为溶解所述全氢化聚硅氨烷的溶剂，只要使用公知的溶剂即可，例如可以使用苯、甲苯、二甲苯、醚、THF、 二氯甲垸、四氯化碳，还有如 专利文献3中记载的茴香酰、十氢萘、环己烯、甲基环己垸、乙基环己烷、 柠檬烯、己垸、辛垸、壬烷、癸垸、C8 — C11链状烷烃混合物、C18 C11 芳香族烃混合物、含有5重量％以上25重量％以下C8以上的芳香族烃 的脂肪族/脂环族烃混合物、solvesso (V/X:y V) 、 二异丙醚、甲基特 丁醚、十氢化萘以及二丁醚等。所述的溶解于各种溶剂中制作的全氢化聚硅氨烷溶液也可以直接在 过热水蒸气的加热处理下向二氧化硅转化，但为了实现反应速度的增加、 反应时间的短縮、反应温度的降低、形成的二氧化硅被膜的粘附性的提高 等而优选使用催化剂。这些催化剂也可以使用公知的例如胺或钯，具体而 言，如专利文献l中所记载，可以举出有机胺例如配置有1一3个C1一5 的烷基的伯一叔直链状脂肪族胺、配置有l一3个苯基的伯一叔芳香族胺、 吡啶或其中甲基、乙基等烷基被环取代的环状脂肪族胺等，进而可以优选 举出二乙胺、三乙胺、一丁胺、 一丙胺、二丙胺等。这些催化剂可以预先 在全氢化聚硅氨烷溶液中添加，或者也可以在过热水蒸气的加热处理时的 处理气氛中使其以气化状态含有。接着，利用过热水蒸气热处理所述全氢化聚硅氨垸涂敷层16，从而 成为二氧化硅被膜18 (图2的步骤108)。通过形成所述的二氧化硅被膜18，使该二氧化硅被膜18起到表面强化覆盖层的作用，可以得到没有毒性而且也完全不必担心发生公害同时耐刷力出色的凹版制版辊10a。所述镀铜层的厚度为50 200^im，所述凹版单元的深度为5 150nm， 以及所述二氧化硅被膜的厚度为0.1 5pm，优选为0.1 3pm，进而优选 为0.1 1(om。使用的所述过热水蒸气的温度超过10(TC，优选300以下，而版母材 的材质为铝的情况下，超过200'C的加热会引起版母材的劣化，所以优选 超过IOO'C、 200。C以下。实施例以下举出实施例，对本发明更具体地说明，不必说，这些实施例只是 例示的例子，不能限定地解释本发明。 (实施例1 )使用布迈兰拉尹(:7'—>，；/，^>0 (株式会社THINK LABORATORY制凹版制版辊制造装置)，进行到下述的镀铜层的形成及 蚀刻处理。首先，将圆周600mm、面长1100mm的凹版圆筒(铝中空辊) 安装于镀敷槽中，用根据计算机系统的自动滑动装置，使阳极室接近中空 辊，直至20mm，使涂敷液充满，使中空辊全部没入，以18A/dm2、 6.0V 形成8(^m的镀铜层。镀敷时间为20分钟，镀敷表面没有麻点或凹坑的 发生，得到均一的镀铜层。使用4H研磨机(株式会社THINK LABORATORY制研磨机)，研磨12分钟，使该镀铜层的表面成为均一的 研磨面。在所述形成的镀铜层涂敷(喷(fountain)涂)、干燥感光膜(热抗蚀 剂(thermal resist): TSER — 2104E4)。得到的感光膜的膜厚用膜厚计 (FILLMETRICS公司制F20，松下Techno Trading公司出售)计算，结 果为4pm。接着，对图像进行激光曝光、显影。所述激光曝光使用Laser StreamFX，以曝光条件5分/mVlOW，进行规定的图案曝光。另夕卜，所述 显影使用TLD显影液(株式会社THINK LABORATORY制显影液)，以 显影液稀释比率(原液1:水7)， 24'C下进行60秒钟，形成规定的图案。 干燥该图案(烧热)，形成抗蚀剂图像。进而，进行圆筒蚀刻，雕入由凹版单元构成的图像，然后，除去抗蚀剂图像，由此形成印刷版。此时，凹版单元的深度为12pm，制作圆筒。 所述蚀刻是在铜浓度60g/L、盐酸浓度35g/L、温度37。C、时间70秒的条 件下利用喷射方式进行的。如下所述地进行本发明中的六价铬代替成膜。相对形成有所述印刷版 的圆筒，进行全氢化聚硅氨烷的20%二丁醚溶液(产品名阿库阿米卡 (7夕7 3力)NL120A — 20，"阿库阿米卡(T夕7 5力)"为AZ Electronic Materials株式会社的注册商标)的HVLP喷射涂敷。在该圆筒 上均一地涂敷的涂敷膜厚为0.8pn。用过热水蒸气(200°C/100%RH)处 理已涂敷该全氢化聚硅氨烷的圆筒30分钟。这样地进行，完成凹版制版 辊(凹版圆筒)。在该圆筒表面形成膜厚0.2pm的二氧化硅被膜，测定该 被膜的维氏硬度，为2500。接着，相对得到的凹版圆筒，作为印刷墨液，适用青色墨液(流下式 粘度18秒，SAKATAINX公司制水性墨液斯帕拉米皮阿(7—八°一，$ 匕°二7)蓝800PR—5)，使用OPP (Oriented Polypropylene Film:双向拉 伸聚丙烯薄膜)，进行印刷测试(印刷速度120m/分)。得到的印刷物没 有版雾，可以印刷至50，000m的长度。图案的精密度没有变化。另外，二 氧化硅被膜相对被蚀刻的镀铜圆筒的粘附性不存在问题。从该本发明的凹 版圆筒的高光(highlight)部到阴影(shadow)部的层次由于没有变成按 照常规方法制作的镀铬凹版圆筒，所以判断没有墨液转移性的问题。作为 其结果，确认了来源于全氢化聚硅氨烷的二氧化硅被膜具有比得上以往的 铬层的性能，足以作为铬层代替品使用。
权利要求
1.一种凹版制版辊，其特征在于，包括版母材、设置于该版母材的表面且在表面形成多个凹版单元的镀铜层、和覆盖该镀铜层的表面的二氧化硅被膜，使用全氢化聚硅氨烷溶液形成所述二氧化硅被膜。
2. 根据权利要求1所述的凹版制版辊，其特征在于， 所述镀铜层的厚度为50 200，，所述凹版单元的深度为5 150,，以及所述二氧化硅被膜的厚度为0.1 5pm。
3. —种凹版制版辊的制造方法，其特征在于，包括准备版母材的工序，在该版母材的表面形成镀铜层的镀铜工序， 在该镀铜层的表面形成多个凹版单元的凹版单元形成工序、和在该形成有 凹版单元的镀铜层的表面形成二氧化硅被膜的二氧化硅被膜形成工序，使用全氢化聚硅氨垸溶液形成所述二氧化硅被膜。
4. 根据权利要求3所述的凹版制版辊的制造方法，其特征在于， 所述镀铜层的厚度为50 200^im，所述凹版单元的深度为5 150pm，所述二氧化硅被膜的厚度为0.1 5pm。
5. 根据权利要求3或4所述的凹版制版辊的制造方法，其特征在于， 所述二氧化硅被膜形成工序包括在所述镀铜层的表面涂敷全氢化聚硅氨烷溶液，从而形成规定膜厚的涂敷膜的涂敷膜形成处理；和利用过热 水蒸气加热所述已涂敷的全氢化聚硅氨烷涂敷膜规定时间，从而成为规定 的硬度的二氧化硅被膜的被膜形成热处理。
6. 根据权利要求5所述的凹版制版辊的制造方法，其特征在于， 进一步包括用冷水或温水清洗利用所述加热处理形成的二氧化硅被膜的表面的工序。
7. 根据权利要求3 6中任意一项所述的凹版制版辊的制造方法，其 特征在于，利用蚀刻法或电子雕刻法形成所述凹版单元。
全文摘要
本发明提供一种具备没有毒性而且也完全不必担心发生公害的表面强化覆盖层的同时耐刷力出色的新型凹版制版辊及其制造方法，其中，由版母材、设置于该版母材的表面且在表面形成多个凹版单元的镀铜层、和覆盖该镀铜层的表面的二氧化硅被膜构成，使用全氢化聚硅氨烷溶液形成所述二氧化硅被膜。所述镀铜层的厚度为50～200μm，所述凹版单元的深度为5～150μm，以及所述二氧化硅被膜的厚度为0.1～5μm，优选为0.1～3μm，进而优选为0.1～1μm。
文档编号B41N1/16GK101228035SQ2006800269
公开日2008年7月23日 申请日期2006年7月19日 优先权日2005年7月25日
发明者佐藤勉 申请人:株式会社新克