【実施例】
【0052】
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。
【0053】
(実施例1)
円周600mm、面長1100mmの版母材(アルミ中空ロール)を準備し、NewFX(株式会社シンク・ラボラトリー製全自動レーザーグラビア製版システム)を用いて後述するグラビアシリンダー(グラビア製版ロール)の製造を行った。まず、被処理ロールである版母材(アルミ中空ロール)を銅メッキ槽に装着し、中空ロールをメッキ液に全没させて30A/dm
2、6.0Vで40μmの銅メッキ層を形成した。メッキ表面はブツやピットの発生がなく、基材となる均一な銅メッキ層を得た。この銅メッキ層の表面を2ヘッド型研磨機(株式会社シンク・ラボラトリー製研磨機)を用いて研磨して当該銅メッキ層の表面を均一な研磨面とした。
【0054】
次いで、前記銅メッキ層を形成した被処理ロールの表面に感光材(サーマルレジスト:TSER2104E4(株式会社シンク・ラボラトリー製))を塗布(ファウンテンコーター)、乾燥した。得られた感光材の膜厚は膜厚計(FILLMETRICS社製F20、松下テクノトレーデイング社販売)で計ったところ、4.5μmであった。ついで、画像をレーザー露光し現像した。上記レーザー露光は、Laser Stream FXを用い露光条件300mJ/cm
2で所定のパターン露光を行った。また、上記現像は、TLD現像液(株式会社シンク・ラボラトリー製現像液)を用い、現像液希釈比率(原液1:水7)で、24℃90秒間行い、所定のレジストパターンを形成した。次いで、上記形成したレジストパターンをエッチングマスクとして、銅メッキ層を腐食した。腐食液には塩化第二銅液を用い、35℃100秒間スプレーにて行いた。次いで、水酸化ナトリウムを用い、希釈比率20g/Lで40℃180秒間行い、レジストパターンのレジスト剥離を行った。このようにして、深度が20μmで1辺が145μmの正方形の多数の凹部(グラビアセル)を形成した。
【0055】
バインダー層を形成するため、表面に多数の凹部が形成された被処理ロールをニッケルメッキ槽に装着し、被処理ロールをメッキ液に全没させて3A/dm
2、6.0Vで2μmのニッケルメッキ層を形成した。メッキ表面はブツやピットの発生がなく、均一なニッケルメッキ層のバインダー層を得た。
【0056】
そして、スパッタリング装置内のチャンバを1.0×10
−3Pa以下まで真空排気し、ニッケルメッキ層を形成した被処理ロールに対して、成膜対象物の表面酸化膜除去のため、Arボンバードを行った(表面温度100℃)。
【0057】
次に、版母材との密着力を向上させるため、中間層としてCr層をスパッタリングで形成した。前記中間層形成の条件を表1に示す。Cr層の厚さは0.05μmであった。
【0058】
【表1】
【0059】
次に、中間層の上に表面強化被覆層として窒化クロム層を反応性スパッタリングで形成した。前記表面強化被覆層形成の条件を表2に示す。
【0060】
【表2】
【0061】
表2に示したように、プロセスガスのArガスとN
2ガスの流量及び分圧比やプロセス圧力を変化させながら、傾斜膜1から順に傾斜膜4までを形成した。このように、N
2ガスの量を徐々に多くすることにより、強固な窒化クロム層を形成した。前記表面強化被覆層の膜厚は、4μmであった。
【0062】
反応性スパッタリングの終了後、被処理ロールを冷却し、チャンバから取り出した。このようにしてグラビアシリンダーを製造した。このグラビアシリンダーの表面を光学顕微鏡で観察したところ、表面に多数の凹部が形成された高精細なグラビアセルが観察された。
【0063】
(実施例2)
実施例1と同様にして、版母材の表面に多数の凹部(グラビアセル)を形成した後、バインダー層としてニッケルメッキ層を形成し、中間層としてCr層をスパッタリングで形成した。その後、プロセスガスをN
2ガスとメタンガスに変え、中間層の上に表面強化被覆層として
炭化クロム層を反応性スパッタリングで形成した。前記表面強化被覆層形成の条件を表3に示す。
【0064】
【表3】
【0065】
反応性スパッタリングの終了後、被処理ロールを冷却し、チャンバから取り出した。このようにしてグラビアシリンダーを製造した。このグラビアシリンダーの表面を光学顕微鏡で観察したところ、表面に多数の凹部が形成された高精細なグラビアセルが観察された。前記表面強化被覆層の膜厚は、4μmであった。
【0066】
(比較例1)
円周600mm、面長1100mmの版母材(アルミ中空ロール)を準備し、NewFX(株式会社シンク・ラボラトリー製全自動レーザーグラビア製版システム)を用いて後述するグラビアシリンダー(グラビア製版ロール)の製造を行った。まず、被処理ロールである版母材(アルミ中空ロール)を銅メッキ槽に装着し、中空ロールをメッキ液に全没させて30A/dm
2、6.0Vで40μmの銅メッキ層を形成した。メッキ表面はブツやピットの発生がなく、基材となる均一な銅メッキ層を得た。この銅メッキ層の表面を2ヘッド型研磨機(株式会社シンク・ラボラトリー製研磨機)を用いて研磨して当該銅メッキ層の表面を均一な研磨面とした。
【0067】
次いで、前記銅メッキ層を形成した被処理ロールの表面に感光材(サーマルレジスト:TSER2104E4(株式会社シンク・ラボラトリー製))を塗布(ファウンテンコーター)、乾燥した。得られた感光材の膜厚は膜厚計(FILLMETRICS社製F20、松下テクノトレーデイング社販売)で計ったところ、4.5μmであった。ついで、画像をレーザー露光し現像した。上記レーザー露光は、Laser Stream FXを用い露光条件300mJ/cm
2で所定のパターン露光を行った。また、上記現像は、TLD現像液(株式会社シンク・ラボラトリー製現像液)を用い、現像液希釈比率(原液1:水7)で、24℃90秒間行い、所定のレジストパターンを形成した。次いで、上記形成したレジストパターンをエッチングマスクとして、銅メッキ層を腐食した。腐食液には塩化第二銅液を用い、35℃100秒間スプレーにて行いた。次いで、水酸化ナトリウムを用い、希釈比率20g/Lで40℃180秒間行い、レジストパターンのレジスト剥離を行った。このようにして、深度が20μmで1辺が145μmの正方形の多数の凹部(グラビアセル)を形成した。
【0068】
表面に多数の凹部が形成された被処理ロールをクロムメッキ槽に装着し、被処理ロールをメッキ液に全没させて30A/dm
2、6.0Vで4μmの六価クロムのクロムメッキ層を形成した。メッキ表面はブツやピットの発生がなく、均一なクロムメッキ層を得た。このようにしてグラビアシリンダーを製造した。このグラビアシリンダーの表面を光学顕微鏡で観察したところ、表面に多数の凹部が形成された高精細なグラビアセルが観察された。クロムメッキ層の膜厚は、4μmであった。
【0069】
<評価試験方法>
実施例及び比較例によって製造されたグラビアシリンダー表面の耐摩耗性の評価として、ボールオンディスク法による磨耗試験を試験片を用いて実施した。
実施例1及び2並びに比較例と同様の手法により、各試験片(銅メッキ80μm)に表面強化被覆層をそれぞれ4μm成膜した。
試験装置は、Anton Paar社(スイス)製の「トライボメーター」を用い、測定装置に各試験片をセットし、相手材として直径6mmのアルミナボールをホルダーにセットし、荷重:1N、回転速度:10cm/sec、回転半径3mm、回転数20000rap、無潤滑条件で試験を行った。
【0070】
磨耗量は磨耗幅と磨耗深さの積で数値化した。
測定装置は、菱化システム社製の「白色干渉計(VertScan)」を用い、磨耗断面より、磨耗幅と磨耗深さを測定した。評価結果を表4に示す。
【0071】
【表4】