JP2003154631A - 印刷用ゴムローラおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】印刷機におけるインキ機構に用いられるゴムロ
ーラであって、印刷の連続稼動においても印圧調整の頻
度が少なくて済み、しかも印刷性能がよく維持されたゴ
ムローラを提供する。 【解決手段】加硫されたゴム組成物であって、それに動
的変化応力（チャック間距離２０ｍｍ、４０℃、初期歪
み２ｍｍ、振幅５０ｍｍ、振動数１０Ｈｚ）を加えたと
きのｔａｎδが０．１７以下であるゴム組成物を用いて
ゴムローラを形成する。このゴムローラは、インキに対
する体積変化率ΔＶを±１５％以内に、またゴム硬度を
４０〜７０ＩＲＨＤに調整されていることが好ましい。
このゴムローラは、連続稼動の印刷に供してもニップ幅
を調整するなどの印圧調整の頻度を減らすことができる
ので、印刷作業性が向上する。前記印刷用ゴムローラ
は、それを形成する加硫ゴム組成物の調製に際して、前
記のｔａｎδ値となるようにに、さらに好ましくは前記
のΔＶおよびゴム硬度を有することを指標にして、ゴム
材料と配合薬剤の種類および配合量を選択することによ
り製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷機のインキ機
構に供する、印刷作業性の向上に適したゴムローラとそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】印刷機には、インキ転移やインキ練りな
どのためにゴムローラが使用されており、連続稼動して
も安定に所期目的を果たす機能を有することが要求され
る。このために従来は、印刷用ゴムローラのニップ圧
（幅）を微妙に調整しながら印刷を行っているが、この
調整の仕方によって印刷品質やローラの寿命に影響が現
れる。例えば、特許第２９３１７１９号特許公報にも記
載されているように、ニップ圧を強くすれば、インキ量
の制御はし易くなるが、圧力と、周速差による発熱が大
きくなり、同時にインキ受渡しローラの表面磨耗が激し
くなり、そのローラの寿命が著しく低下させることにな
り、逆にニップ圧を軽くすれば、発熱と消耗は少なくな
るが、パターン再現やインキのミスティング、インキ量
のムラが発生する。特に版と接触する印刷ローラを連続
稼動させると熱膨張により印圧が高くなり印刷品質が変
化しドットゲインやスラーの原因となり、印刷物に悪影
響を及ぼす。

【０００３】また、インキにより印刷用ゴムローラが膨
潤することによっても同様の問題が発生する。このため
に、従来のゴムローラを用いて連続稼動し常に同品質の
印刷物を得ようとすれば、しばしば印刷機を停止させて
印圧を微調整しなければならず、印刷生産性が阻害され
ている場合が多い。上記の特許第２９３１７１９号特許
公報は、ロール表面を対角度が２０°〜１６０°の格子
型または軸方向との角度が１０°〜８０°の斜線型で、
幅および深さがランダムな溝状に粗面化して、連通した
凹部を有する印刷用ローラを開示し、インキの流動性と
転移量を満足しようとすることが記載されている。この
ようにゴムローラの形状に特徴を有する発明であるが、
汎用性の程度は不明である。

【０００４】一方、特開平１０−２８７７８０号公報に
は、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、塩化ビニル系
ポリマー、熱可塑性ポリウレタン及び可塑剤を含む熱可
塑性動的加硫弾性体組成物から形成されているオフセッ
ト印刷用弾性体ローラを開示し、低発熱性、耐印刷イン
キ性などの効果が謳われている。しかし、塩化ビニル系
ポリマーが含まれていることから、圧縮永久歪みが大き
くなり、印刷用ローラとして十分な機能を有するかどう
か疑問点を残している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
印刷用ゴムローラは運転中の熱膨張あるいはインキによ
る体積変化を抑えることが困難であり、印刷の品質を維
持するためには連続稼動中にニップ幅などを調整する頻
度を多くしなければならず、しばしば印刷作業性の低下
をまねいている。本発明の目的は、かかる課題が解決さ
れた印刷用ゴムローラを提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは印
刷用ゴムローラの性能に及ぼす諸要因を種々検索した結
果、動的変化応力（チャック間距離２０ｍｍ、測定温度
４０℃、初期歪み２ｍｍ、振幅５０ｍｍ、振動数１０Ｈ
ｚ）を加えたときのｔａｎδが０．１７以下であるゴム
組成物からゴムローラを形成するとき、ゴムローラの発
熱膨張が抑制されるとの知見を得て、これに基づきさら
に検討を重ねて本発明を完成したものである。

【０００７】すなわち、本発明の印刷用ゴムローラは、
動的変化応力（チャック間距離２０ｍｍ、測定温度４０
℃、初期歪み２ｍｍ、振幅５０ｍｍ、振動数１０Ｈｚ）
を加えたときのｔａｎδが０．１７以下であるゴム組成
物から形成されていることを特徴とするものである。こ
こで、前記ｔａｎδは前記ゴム組成物に正弦波振動など
の動的に変化する応力を加えたときにみられる粘弾性特
性であり、複素弾性率Ｅ^*〔下記の式（２）〕における
貯蔵弾性率Ｅ’と損失弾性率Ｅ’’の比〔下記の式
（３）〕で表される。

【０００８】

【数３】

【０００９】〔式中、ｉは虚数を示し、次式（４）：

【００１０】

【数４】

【００１１】で表される。〕本発明の印刷用ゴムローラ
は、前記のとおりｔａｎδが０．１７以下のゴム組成物
を用いることにより、連続稼動しても低発熱性であり膨
張が抑えられていることから、印圧調整の頻度を少なく
しても印刷品質がよく維持される。本発明において、前
記ｔａｎδは、０．１２以下であればさらに好ましく、
また下限値は特に限定されないがゴムの耐久性などを考
慮すれば０．０４以上であることが好ましい。

【００１２】本発明の印刷用ゴムローラは、それを形成
するゴム組成物が前記ｔａｎδ値を有し、かつインキに
浸漬したときの体積変化率ΔＶ（％）を式（１）：

【００１３】

【数５】

【００１４】（式中、Ｖ₁は厚み０．３ｍｍのゴム試料
をインキ中に４０℃で２４時間浸漬したときの体積を、
Ｖ₀はその浸漬前の体積をそれぞれ示す）で表すとき、
ΔＶが±１５％以内であることが好ましく、ΔＶが±１
０％以内であればさらに好ましいものである。このよう
にインキ浸漬による膨潤を上記の特定値以下に制御する
ことによってローラの発熱膨張がさらに抑えられ、また
逆に収縮を制御する方向にも作用してローラの径が細く
なることが防止されるから、印圧調整が一層し易くな
る。本発明において、印刷用ゴムローラは上記のｔａｎ
δとΔＶ値を有し、これに加えてゴム硬度が４０〜７０
ＩＲＨＤ（国際ゴム硬さ単位）であるゴム組成物で形成
することにより、印刷稼動中の発熱がより一層抑制され
て印圧調整の頻度を減らし、印刷性能をよく維持すると
いう効果がより強く発揮される。ここで、ＩＲＨＤは、
ＪＩＳ ６２５３_-1993に規定されている方法により測定
したゴム硬さである。ゴム硬度が４０ＩＲＨＤ未満で
は、印圧が不足しがちでニップ幅を狭くするために圧縮
永久歪みを生じやすくなり、一方で７５ＩＲＨＤを超え
ると逆にベタ着肉性が悪くなる傾向がある。このゴム硬
度は４５〜６５ＩＲＨＤであれば、効果上さらに好まし
い本発明の印刷用ゴムローラは、「ゴム材料および配合
薬剤よりなるゴム組成物を円筒状に成形し、加硫する印
刷用ゴムローラの製造において、前記加硫後のゴム組成
物に動的変化応力（チャック間距離２０ｍｍ、測定温度
４０℃、初期歪み２ｍｍ、振幅５０ｍｍ、振動数１０Ｈ
ｚ）を加えたときに、ｔａｎδが０．１７以下であるこ
とを指標にして、前記ゴム材料および配合薬剤の種類と
配合量を選択することを特徴とする印刷用ゴムローラの
製造方法」によって作製できる。この製造方法におい
て、前記加硫後のゴム組成物が、前記（１）式で求めら
れるΔＶが±１５％以内であることを指標にしてゴム材
料および配合薬剤の種類と配合量を選択することが好ま
しく、ΔＶが±１０％以内であるように選択することが
さらに好ましい。これに加えて、ゴム硬度が４０〜７０
ＩＲＨＤ（国際ゴム硬さ単位）、さらに好ましくは４５
〜６５ＩＲＨＤであるように、ゴム材料および配合薬剤
の種類と配合量を選択することがより一層好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明で対象とする印刷用ゴムロ
ーラは、平版あるいは樹脂凸版印刷機などに使用される
インキ移しローラ、インキ練りローラあるいはインキ着
けローラのいずれであってもよい。これらのローラのな
かでも、版面にインキを着けるためのインキ着けローラ
を好対象とする。このローラは、芯金にゴム組成物を被
覆して形成され、通常の形状は、外径が約９０ｍｍ、芯
金の直径が約６０ｍｍ、ゴム層の厚みが約１５ｍｍ付近
であるが、この形状に特に限定されるものではない。

【００１６】本発明において、ゴムローラを形成するた
めのゴム組成物は、前記したとおりのｔａｎδ値を有す
るものであり、これに加えて前記体積変化率ΔＶを備え
ていることが好ましく、さらには前記ゴム硬さを備えて
いることが一層好ましい。このゴム組成物は、ゴム材料
と配合薬剤（加硫剤・加硫促進剤、補強剤、可塑剤な
ど）の種類と配合量を、前記特性を有するように選択
し、決定することによって調製できる。例えば、ゴム材
料としてアクリルニトリル含有量が少ないアクリルニト
リルブタジエンゴム（ＮＢＲ）を用いること、補強剤で
あるシリカ量を少なくすること、可塑剤の量を多くする
こと、加硫剤・加硫促進剤の量を少なくすることは、い
ずれもｔａｎδ値を小さくする方向に作用するから、こ
れらの調節によって所望のｔａｎδ値を有するように調
製すればよい。要は、前記した測定法によるｔａｎδが
０．１７以下であることを指標にして、諸要因を変化さ
せて加硫ゴム組成物を調製すればよい。

【００１７】また、前記のインキ浸漬時の体積変化率Δ
Ｖを有するゴムローラは、印刷に用いるインキの種類に
よって適切なゴム材料を選択し、さらに配合薬剤の種類
や配合量などを調整して、所望のΔＶを有するように調
製すればよい。本発明におけるゴムローラのためのゴム
材料としては、油性インキ用ローラの場合、耐油性であ
るもの、例えばＮＢＲ、水素添加ＮＢＲ、液状ＮＢＲ、
クロロプレンゴム（ＣＲ）、チオコール（Ｔ）あるいは
ウレタンゴム（Ｕ）などを用いることができる。また、
ＵＶインキ用ローラの場合、極性の低いもの、例えばＥ
ＰＤＭあるいはＥＰＭなどを用いることができる。ＥＰ
ＤＭには、ゴム成分のみからなる非油展タイプと親展を
含む親展タイプとが存在するが、本発明の印刷用ローラ
にはいずれのタイプのものも用いることができる。本発
明においては、複数のゴム材料を組み合わせることによ
り、前記のｔａｎδ等の物性値を有するように調整して
もよい。

【００１８】本発明の印刷用ゴムローラは、前記したよ
うなゴム材料と配合薬剤の種類および配合量を、加硫後
のゴム組成物が前記したｔａｎδを有し、さらに好まし
くは前記したΔＶ（％）、ゴム硬度を有するように選択
し、円筒状に成形して加硫することによって得られる。
一般に、加硫後は、外周面を研磨し、所望の厚みと表面
粗さを有するように調整する。前記の配合薬剤として
は、次のものが例示される。加硫剤としては、例えば硫
黄、有機含硫化合物のほか、有機過酸化物なども使用可
能である。有機含硫化合物としては、例えばテトラメチ
ルチウラムジスルフィド、Ｎ，Ｎ’−ジチオビスモルホ
リン等が挙げられる。また、有機過酸化物としては、例
えばベンゾイルペルオキシド等が挙げられる。加硫剤の
配合量は、当該ゴム組成物が加硫されるに十分な量であ
ってｔａｎδが０．１７以下となる量であればよく、通
常、ゴム１００重量部に対して１〜１０重量部の範囲か
ら選択される。

【００１９】加硫促進剤としては、例えばテトラメチル
チウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフ
ィド等のチウラム類；ジブチルジチオカルバミン酸亜
鉛、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛などのジチオカル
バミン酸類；２−メルカトベンゾチアゾール、Ｎ−シク
ロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミドな
どのチアゾール類；トリメチルチオ尿酸；Ｎ，Ｎ’−ジ
エチルチオ尿素などのチオウレア類などの有機促進剤
や、消石灰、マグネシア（ＭｇＯ）、リサージ（Ｐｂ
Ｏ）などの無機促進剤が挙げられる。

【００２０】加硫促進助剤としては、例えば亜鉛華など
の金属酸化物、ステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸
などの脂肪酸、その他従来公知の種々の加硫促進助剤が
挙げられる。可塑剤としては、例えばフタル酸系、アジ
ピン酸系、セバチン系、安息香酸系などの化合物が用い
られる。具体的には、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、
ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、トリクレジルフォス
フェート（ＴＣＣ）などが挙げられる。

【００２１】補強剤（充填剤）としては、例えばシリ
カ、炭酸カルシウム、カーボンブラック、クレー、タル
ク、硫酸バリウム、ケイ藻土などが挙げられる。本発明
の印刷用ゴムローラにおける芯金としては、従来公知の
ものがいずれも使用可能である。具体的には、銅、ステ
ンレス、アルミニウムなどのシャフトが挙げられる。本
発明の印刷用ゴムローラの製造に際しては、予備試験的
にゴム材料と配合薬剤についてそれらの種類と配合量と
を、その加硫後のゴム組成物が前記のｔａｎδと、さら
に好ましくはΔＶ値、ゴム硬度を有するように、決定し
ておき、その結果に基づいて工業的実施に移すことが望
ましい。ゴムローラの成形方法は常法に従ってよく、ゴ
ム材料と配合薬剤はよく混練した後、金型成型や円筒状
に押出し成形し、加硫する。加硫は、必要に応じて２次
加硫を行ってもよい。

【００２２】上記加硫の方法としては缶加硫が好適であ
るが、その他の加硫方法であってもよい。加硫条件は、
使用するゴム材料の種類や配合組成を考慮し、かつ上記
ｔａｎδとさらにはゴム硬度を有するような条件を選択
する。通常、温度は１４０〜１７０℃、加熱時間で０．
５〜６時間程度の範囲から条件を設定すればよい。上記
方法で得られた弾力性を有する円筒状成形物に芯金を挿
入し、所定の長さにカットした後、必要に応じて表面を
研磨することによって本発明の印刷用ゴムローラが得ら
れる。

【００２３】

【実施例】次に実施例および比較例を挙げて本発明をさ
らに具体的に説明する。 比較例１ ＮＢＲ（アクリルニトリル含有量：３５％）１００重量
部と、これに対してシリカ５０重量部、ＤＢＰ（可塑
剤）１５重量部、亜鉛華５重量部、ステアリン酸１重量
部、硫黄１重量部、加硫促進剤(1)（テトラメチルチウ
ラムジスルフィド）１重量部および加硫促進剤(2)（Ｎ
−ターシアリブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェン
アミド）１．５重量部を配合し、混練して円筒状に押出
し成形した後、加硫缶にて１５０℃で１８０分間加硫し
た。この成形物に芯金（直径６０ｍｍ）を挿入し、外径
が９０ｍｍでゴム層の厚みが１５ｍｍとなるように研磨
仕上げをして印刷用ゴムローラを得た。

【００２４】実施例１〜６ ゴム材料および配合薬剤を表１に示す各配合割合とし、
その他の条件は比較例１と同様にして各印刷用ゴムロー
ラを得た。 〔物性試験〕 ｔａｎδ： レオロジー社製のＲＨＥＯＳＰＥＣＴＯＬ
ＥＲ ＤＶＥ−Ｖ４型を用いて前記の条件で測定した。

【００２５】ΔＶ（％）： チョウバランス社製のアル
キメデス比重計を用いて前記の条件で測定した。 〔印刷試験〕 印刷機： 金属２ピース缶用印刷機「コンコルド」を用
いた。 インキ: 大日本インキ化学工業（株）製の金属用インキ
を用いた。

【００２６】印刷条件： 初期のローラと版の圧力を２
ｋｇとし、印刷速度７００cpmで行った。 上記の印刷試験における評価項目と評価基準を次に示
す。 ＜印圧調整頻度＞ ×： 頻繁に印圧調整が必要である。 △： 立ち上がり時のみ印圧調整を必要とする場合があ
る。

【００２７】 ○： １０００万缶印刷においても殆ど印圧調整が不要
である。 ◎： 立ち上がりから１０００万缶まで印圧調整なしに
印刷可能である。 ＜印刷物のベタ着肉性＞ ×： ベタ部の濃度が不均一で素抜けが多い。 △： ベタ部に若干の素抜けが見られる。 ○： 均一なベタ着肉が得られる。

【００２８】 ◎： インキの転移量も多く、非常に均一なベタ着肉が
得られる。 上記の物性測定および印刷試験の結果を表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】これらの結果から、比較例１のように、ｔ
ａｎδが０．１７を超え、さらにΔＶが１５％よりも大
きく、またゴム硬度が７０ＩＲＨＤよりも高いゴムロー
ラは、印圧調整頻度およびベタ着肉性のいずれにおいて
も改善を要することがわかる。一方、実施例１〜６のよ
うに、ｔａｎδを０．１７以下となるように調整して得
られたゴムローラは、比較例１に比べて、印圧調整頻度
およびベタ着肉性のいずれも改善されていることを示し
ている。とりわけ、実施例１および２のゴムローラは、
ΔＶ値が小さくかつゴム硬度が４０〜７０ＩＲＨＤ以内
の真中あたりに調整されていることからよい結果を示し
ている。

【００３１】さらに詳しくみると、実施例３のゴムロー
ラは、ΔＶが２０％でありややインキにより膨潤するた
めに、印刷の初期において印圧調整を要したものの、比
較例１に比べればよい結果を示した。実施例４のゴムロ
ーラは、可塑剤を比較的多くした例であるが、この場合
はインキにより可塑剤が抽出されてΔＶが−２０％とマ
イナス側になりローラの径が細る傾向にあり若干の印圧
調整を要したが、比較例１に比べればよい結果を示し
た。実施例５はゴム硬度が４０ＩＲＨＤとやや低めであ
り、若干の印圧調整を要したが、比較例１に比べればよ
い結果を示している。実施例６のゴムローラは、ゴム硬
度を７５ＩＲＨＤとやや高めに設定した例であるが、ベ
タ着肉性において実施例１に比べればやや劣るものの、
比較例１に比べればよい結果を示している。これらの結
果は、本発明においてゴム硬度を４０〜７０ＩＲＨＤに
調整により、印刷作業性と印刷品質がより改善されるこ
と示している。

【００３２】

【発明の効果】上記に説明したとおり、本発明の印刷用
ゴムローラは、ｔａｎδが０．１７以下であるゴム組成
物から調製されていることに起因して、連続稼動の印刷
に供しても安定でありニップ幅を調整するなどの印圧調
整の頻度を減らすことができるので、印刷作業性が向上
する。しかも、印刷時のベタ着肉性などの印刷性能がよ
く維持されている。このゴムローラは、インキに対する
体積変化率ΔＶを±１５％以内となるように調整するこ
とが好ましく、±１０％以内であればさらに好ましい。
また、ゴム硬度が４０〜７０ＩＲＨＤに調整すれば一層
効果上好ましい。

【００３３】前記印刷用ゴムローラは、それを形成する
加硫ゴム組成物の調製に際して、前記のｔａｎδ値に、
さらに好ましくは前記のΔＶおよびゴム硬度を有するこ
とを指標にして、ゴム材料と配合薬剤の種類および配合
量を選択することにより得られる。従って、これらを予
備試験的に小規模スケールで選択し決定しおくことによ
り、その結果に基づいて工業的規模の生産に円滑かつ安
全に移すことができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鎌田 敏生 兵庫県神戸市中央区脇浜町３丁目６番９号 住友ゴム工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2C250 DC12

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】印刷用ゴムローラであって、当該ゴムロー
   ラが、動的変化応力（チャック間距離２０ｍｍ、測定温
   度４０℃、初期歪み２ｍｍ、振幅５０ｍｍ、振動数１０
   Ｈｚ）を加えたときのｔａｎδが０．１７以下であるゴ
   ム組成物から形成されていることを特徴とする印刷用ゴ
   ムローラ。
2. 【請求項２】前記ゴム組成物をインキに浸漬したときの
   体積変化率ΔＶを式（１）： 【数１】 （式中、Ｖ₁は厚み０．３ｍｍのゴム試料をインキ中に
   ４０℃で２４時間浸漬したときの体積を、Ｖ₀はその浸
   漬前の体積をそれぞれ示す）で表すとき、ΔＶが±１５
   ％以内である請求項１記載の印刷用ゴムローラ。
3. 【請求項３】前記体積変化率ΔＶが±１０％以内である
   請求項２記載の印刷用ゴムローラ。
4. 【請求項４】前記ゴム組成物のゴム硬度が４０〜７０Ｉ
   ＲＨＤ（国際ゴム硬さ単位）である請求項２または３記
   載の印刷用ゴムローラ。
5. 【請求項５】ゴム材料および配合薬剤よりなるゴム組成
   物を円筒状に成形し、加硫に付する印刷用ゴムローラの
   製造において、前記加硫後のゴム組成物に動的変化応力
   （チャック間距離２０ｍｍ、測定温度４０℃、初期歪み
   ２ｍｍ、振幅５０ｍｍ、振動数１０Ｈｚ）を加えたとき
   に、ｔａｎδが０．１７以下であることを指標にして、
   前記ゴム材料および配合薬剤の種類と配合量を選択する
   ことを特徴とする印刷用ゴムローラの製造方法。
6. 【請求項６】前記加硫ゴム組成物をインキに浸漬したと
   きの体積変化率ΔＶを式（１）： 【数２】 （式中、Ｖ₁は厚み０．３ｍｍのゴム試料をインキ中に
   ４０℃で２４時間浸漬したときの体積を、Ｖ₀はその浸
   漬前の体積をそれぞれ示す）で表すとき、ΔＶが±１５
   ％以内であることを指標にして前記ゴム材料および配合
   薬剤を選択することを特徴とする請求項５記載の印刷用
   ゴムローラ製造方法。
7. 【請求項７】前記体積変化率ΔＶが±１０％以内である
   請求項６記載の印刷用ゴムローラ。
8. 【請求項８】前記加硫ゴム組成物のゴム硬度が４０〜７
   ０ＩＲＨＤ（国際ゴム硬さ単位）である請求項６または
   ７記載の印刷用ゴムローラの製造方法。