JP2003522661A - ドクター・ブレード - Google Patents
ドクター・ブレードInfo
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Abstract
Description
ドクター・ブレードに関する。特に、このドクター・ブレードは、フレキソ印刷
に有用である。本発明は、また、ドクター・ブレード・ユニットおよび新規なド
クター・ブレードで作動するフレキソ印刷プリンタも提供する。
すべてのドクター・ブレードに適用できるが、主としていわゆるフレキソ印刷に
関して説明する。
容積測定に基づいて計量される。このローラは、通常、セラミック・コーティン
グを施した金属シリンダによって構成されている。セラミックは、通常、溶射法
によって塗布される。インクの容積測定目的のために、セラミック表面は、レー
ザ彫刻され、印刷版に均一なインク・フィルムを運ぶための均一なセルを作成さ
れる。
除くために、現状の技術は、好ましくは、いわゆる「チャンバ式ドクター・ブレ
ード」を使用している。米国特許第5735210号は、このようなドクター・
ブレード概念を利用している従来技術の一例を示している。この米国特許は、回
転印刷機のインク付けシステムのためのドクター・ブレード・ユニットを記載し
ており、このユニットは、ほぼ屋根の形状に2つのドクター・ブレードを支持す
るビームを包含する。これらのドクター・ブレードは、インク・ローラと協働す
るインク・チャンバを構成しており、ポジティブ・ブレードとも呼ばれる入口側
ブレードが、チャンバをシールする機能を有し、ネガティブ・ブレードとも呼ば
れる出口側ブレードが、余剰インクを掻き落とすようになっている。
強ポリマーで作られるが、通常は鋼で作られる。通常、硬化または強化炭素鋼あ
るいはステンレス鋼が使われる。そして、このような鋼のストリップは、比較的
薄い。代表的には0.15mmである。鋼製ブレードは、種々の設計を有し得るが
、いずれも、丸みを付けた縁、おそらく斜面を有し、いわゆる薄板ブレードであ
る。このようなものが、たとえば米国特許第4184429号に開示されている
。ブレード材料の硬度は、インク・ローラのセラミック・コーティングの硬度と
比較して非常に低い、すなわち、1200より大きいミクロ・ビッカーズ硬度に
比して約600ミクロ・ビッカーズ硬度しかないので、ブレードの摩耗が急激で
あり、定期的に交換しなければならない。この急激なブレード摩耗は、時間が経
つにつれて拭い作用を不均一にする。さらに、このような頻繁なブレード交換に
よって、印刷プロセスの生産性がかなり低下する。
らに寿命を減らす。たとえば、非常に粗い顔料としてTiO2を含有するいわゆ
る白インクを使用する場合には、これが当てはまる。印刷作業でブレードを交換
する理由はいくつかある。たとえば、 ・ロールに加えられるブレードの高圧負荷に関連することが多い過剰な滑り摩
耗。 ・インク漏洩の原因となる、チャンバ式ドクター・ブレードの両側部における
ブレードの縁摩耗。 ・印刷作業で硬質の顔料を使用したときの過剰な摩耗。
リング機能および拭い機能が適切に果たされることはない。これらおよび他の理
由のために、たとえばフレキソ印刷で使用するために、耐摩耗性を改良したドク
ター・ブレードの開発が必要とされている。
るインク・ローラと直接接触するドクター・ブレードを提供することにある。 本発明の別の目的は、寿命を延ばし、従って、作業生産性を改良するドクター
・ブレードを提供することにある。
の機能性を変えることなく、寿命を延ばしたドクター・ブレードを提供すること
にある。 本発明のまたさらに別の目的は、本発明によるドクター・ブレードを対向させ
て配置したドクター・ブレード・ユニットを提供することにある。 本発明のさらに別の目的は、このようなドクター・ブレード・ユニットを包含
するフレキソ・プリンタを提供することにある。
、ブレードの耐摩耗性がかなり改善され、しかも、所望量のインクを転送するイ
ンク・ローラの能力を損なわないことがわかった。したがって、ブレードの耐摩
耗性を改善すると、インク・ローラの早期摩耗を生じさせないのである。さらに
、ブレードにセラミック・コーティングを使用すると、コーティングのない鋼ブ
レードを使用するときに普通経験されるいかなる汚れ現象も無くなるのである。
このような汚れ現象は、セラミック・インク・ローラに対する鋼接触面のプラス
チック流によって生じる。さらに、鋼に比してセラミックの耐摩耗性が高いので
、これも粗い顔料を使用するときのブレードの寿命をかなり改善する。
経験される代表的な縁摩耗がかなり遅くなるのである。したがって、縁漏れもか
なり遅くなる。
ローラ上のセラミック表面の硬度との比が、本発明の重要な要素のうちの1つと
なることがわかった。したがって、硬度比、すなわち、ブレード・セラミック硬
度対セラミック・ローラ硬度の比が、約0.55〜約0.8の範囲内になければな
らないことがわかった。0.55未満の比では、0.5以下の代表的な比を与える
鋼ブレードと比較して、重大な利点が得られないのである。0.8より高い比の
場合には、セラミック・インク・ローラ上の摩耗が増大し始める。その結果、セ
ル体積が減少し、それによって、転送インク量が減るのである。
る。以下の理由のために、セラミックの靱性が、もう1つの重要なパラメータで
あるとわかった。 ・顕微鏡スケールでは、セラミックの耐摩耗性は、材料の亀裂抵抗すなわち靱
性に直接関係する。したがって、硬い顔料に抵抗するためには、靱性の高いセラ
ミックを選ばなければならない。 ・さらに、肉眼視スケールでは、チッピングなしに、セラミック層の縁のとこ
ろで、機械振動、チャタリング、接触荷重に耐えなければならない。
有無にかかわらず、Al2O3−ZrO2ファミリ内の材料が、靱性および適切な
硬度の要件を満たすことがわかった。
ク・ローラと直接接触するドクター・ブレードであって、金属キャリア材料から
なるストリップを包含し、このストリップが、前記インク・ローラに対面する1
つの縁部分に沿ってセラミック・コーティングを備え、このセラミック・コーテ
ィングが、前記スリーブよりも低く、前記ストリップよりも高い耐摩耗性を有す
るドクター・ブレードを提供する。
度の約55〜約80%の範囲内の硬度を有する。 ブレードを形成しているストリップは、約0.05〜約0.25mmの厚さを有す
る鋼バンドによって構成されていると好ましい。 ブレード上のセラミック・コーティングは、好ましくは約20〜約100μm
、代表的には約50μmの厚さと、約1〜約8mm、特に約4〜約6mm、たとえば
5mmの幅を有する。
l2O3に基づくものであり、約20〜約50重量%の量でZrO2を包含する。
場合によって、セラミック・コーティングは、付加的に約20重量%の量でTi
O2を包含する。これらすべてのパーセンテージは、組成物の総重量に基づいて
いる。 好ましい具体例によれば、セラミック・コーティングは、インク・ローラの表
面に一致する先端斜面を備える。
ーラを備える印刷機のインク付けシステムのためのドクター・ブレード・ユニッ
トを提供する。このユニットは、互いに対向して設置した2つのドクター・ブレ
ードを支持するドクター・ブレード・ホルダを包含する。これらのブレードは、
上述したセラミック・コーティングを備え、前記インク・ローラと直接接触する
ようになっている。インク・ローラに対して、一方のブレード(5)は、後続位
置に設置され、他方のブレードは、突き合わせ位置に設置され、インク・ローラ
と共にインク付けチャンバを構成する。後続位置、突き合わせ位置は、それぞれ
ポジティブ・ブレード・モードと、ネガティブ・ブレード・モードに対応する。
またはスリーブを有するインク・ローラと、このインク・ローラのためのインク
付けシステムと、印刷版シリンダと、圧力ローラとを包含するフレキソ・プリン
タを提供する。作動に当たって、プリンタは、印刷版シリンダと圧力ローラとの
間に生じたニップ部を通っていどうする紙ウェブを受け入れる。このフレキソ・
プリンタにおいて、インク付けシステムは、上述したようなドクター・ブレード
・ユニットと、印刷インク容器と、容器からインク付けシステムへインクを転送
するインク供給ポンプを含むインク供給導管と、余剰インクを容易機に戻すため
の戻し導管(35)とを包含する。
に説明するように2つのブレード5、7を支持するブレード・ホルダ9を有する
インク付けブレード・ユニット3を備えている。さらに、プリンタ1は、セラミ
ック・スリーブまたはシェルで覆った鋼ドラムによって構成されるインク・ロー
ラ15を有する。インク付けブレード・ユニット3は、印刷インク容器27と、
インク供給源37からインク付けブレード・ユニット3へ印刷インクを移送する
ためのインク供給ポンプ31と接続するインク供給導管29とに組み合わせてあ
る。さらに、余剰印刷インクを容器27へ戻すための戻し導管35が設けてある
。 最後に、プリンタ1は、印刷版19を支持する印刷版シリンダ21と圧力ロー
ラ23とを備えている。印刷用の紙ウェブ25は、図1に示す方向においてロー
ラ21、23間のニップ部を移動する。
ユニット3まわりの配置が拡大側面図で示してある。ブレード・ホルダ9は、2
つのキャリア・フランジ11、13を備えており、各キャリア・フランジは、イ
ンク・ローラ15に関して、それぞれ、突き合わせ位置、後続位置で作動するブ
レード5、7を支持している。インク・ローラ15は、セラミック・シェルまた
はスリーブ17によって覆われた鋼シリンダ15からなる。
レード5は、セラミック・スリーブ17の表面から過剰な印刷インクを除去する
拭い機能を有する。インク付けブレード・ユニット3は、インク・ローラ15お
よびこのインク・ローラ15の表面に係合するブレード5、7と共にインク付け
チャンバ10を構成している。ブレード5、7は、各々、インク・ローラ15の
表面に対面するセラミック・コーティング41を備えている。
示している。 図3aは、セラミック・コーティング43aで被覆した縁部分45を有する鋼
ストリップ41を側面図で示している。図3bは、同様の配置を示しているが、
セラミック・コーティング43bがインク・ローラ15の表面に一致するように
なっている斜面44を備えている。 図3cは、鋼ストリップ41が縁部分に斜面45を備え、セラミック・コーテ
ィング43cが対応する三角形の形態を有する具体例を示している。 最後に、図3dは、薄板タイプの具体例を示しており、そこにおいて、ストリ
ップ縁部分は、セラミック・コーティング43dの反対側にくぼみを有する。
る実施例によってさらに詳しく説明する。使用したインク・ローラは、市販され
ているアニロックス・ロール・タイプである。アニロックス・ロールは、主とし
て溶射し、レーザ彫刻したCr2O3によって構成されたセラミック材料に基づい
ている。これらのセラミック材料のミクロ・ビッカーズ硬度は約1200〜約1
400の範囲にある。しかしながら、本発明が実施例に開示された条件、材料に
限定されるものではなく、特許請求の範囲によってのみ限定されるものであるこ
とは了解されたい。
究成果に対応する1つの選定したセラミック材料と比較するために実施した。 以下のパラメータを使用して多量の摩耗実験を選んだ。 フレキソ・テスト・ユニット:チャンバ式ドクター・ブレード、Masterflex
160A(R) (Bobst)、印刷は行われなかった。 アニロックス・ロール:φ216mm、80ライン/cm Ucarlox(R)(Praxair
) インク:白いTiO2、22−24秒粘度(Sicpa) 速度:160m/分 負荷:2.2〜2.4バール 持続時間:7時間
ブレード位置に対して同じブレードを選んだ。摩耗量は、ブレードの幅減少によ
って測定した。以下の表は、その結果を示している。
、0.150mm厚の鋼ドクター・ブレード(図41a参照)の頂面にある50μm
層からなる。使用した材料は、60%Al2O3−40%ZrO2の重量割合でA
PS溶射Al2O3−ZrO2セラミックである。 ミクロ・ビッカーズ硬度は約850HV0.3であり、セラミック・ロールと
比較した硬度比は0.6〜0.7である。 セラミック層の幅は8mmであった。 これらの結果から、本発明によるブレードによって、ブレード摩耗量がかなり
減少したことがわかる。
プIを、アニロックス摩耗検査のために実験的なフレキソ・テスト・システムで
操作した。このとき、テストの前後にセル体積を測定した。条件は以下の通りで
あった。 フレキソ・テスト・ユニット:チャンバ式ドクター・ブレード(Tresu) アニロックス・ロール:120ライン/cm、8cm3/m2、Ucarlox(R)(Praxa
ir) インク:85%のタイム水 15%のタイム・ドライ 速度:370m/分 持続時間:100時間 URMI技術によって実施したセル測定は、以下の結果を与えた。 前:7.4±1cm3/m2 後:7.6±1cm3/m2
の別の組成物を、数ヶ月にわたってウェブ・フレキソ機において普通の状態で使
用した。ここで、ブレードの摩耗およびアニロックス・ロールの検査を評価した
。条件は以下の通り。 フレキソ・テスト・ユニット:チャンバ式ドクター・ブレード(Fischer &
Krecke)、ブレードはネガティブ位置にある。 アニロックス・ロール:新260l/m、φ187mm、移送値4.0〜4.3
cm3/m2、Ucarlox(R)(Praxair)(供給元データ) インク:シアン 速度範囲:260〜330m/分
は、わずかな減少を示している。これは、アニロックスが、開始時に新しく、し
たがって、セル間のブリッジがより良好に定められるまで若干の高い初期摩耗を
与え得るという事実によって説明できる。また、セラミック・チップド・ブレー
ドが許容範囲の高い硬度比にあり、若干の摩耗が、実際にアニロックス・ロール
に生じたと結論することができる。 この場合、選定したセラミック・チップド・ブレード(タイプII)は、次の通
りであった。 鋼厚さ:0.150mm セラミック厚さ:50μm、図3aによる セラミック幅:5mm セラミック・タイプ:Al2O3/ZrO2(80%Al2O3、20%ZrO2 )、APS溶射、硬度950HV0.3 セラミック・ロールとの硬度比:0.7〜0.8 本発明によるブレードの寿命は、記録として16日ノンストップ、平均8日に
達した。
0.05〜0.25mmであり得る。鋼幅(w)は10〜60mmである。すりあわせ
後のセラミック層厚さ(ct)は、代表的に50μmであり、20〜100μmの範
囲である。 セラミック幅(cw)は、好ましくは5mmであるが、1mm〜8mmの範囲であって
もよい。 セラミック先端は、面取りしなくても、面取りしてもよい。面取りしない場合
、任意のチャンバ式ドクター・ブレード構成に適応できるという利点がある。非
常にねばり強いセラミック縁が必要である。 セラミック組成はAl2O3ベースであり、ZrO2量は20〜50%であり、
好ましくは40%である。 必要に応じて、TiO2(0〜20%)を添加すると、さらに摺動特性が向上
する。
ある。
Claims (8)
- 【請求項1】 セラミック・コーティングまたはスリーブ(17)を備えた
インク・ローラ(15)と直接接触するドクター・ブレード(5、7)であって
、金属キャリア材料からなるストリップ(41)を包含し、このストリップが、
前記インク・ローラに対面する1つの縁部分(45)に沿って、セラミック・コ
ーティング(43)を備え、このセラミック・コーティング(43)が、スリー
ブ(17)よりも低く、ストリップ(41)よりも高い耐摩耗性を有することを
特徴とするドクター・ブレード。 - 【請求項2】 セラミック・コーティング(43)が、セラミック・スリー
ブ(17)の硬度の約0.55〜約0.80の範囲内の硬度を有することを特徴と
する請求項1に記載のドクター・ブレード。 - 【請求項3】 ストリップ(41)が、約0.05〜約0.25mmの範囲内の
厚さを有する鋼バンドによって構成されていることを特徴とする請求項1または
2に記載のドクター・ブレード。 - 【請求項4】 セラミック・コーティング(43)が、約20〜約100μ
mの範囲内の厚さ(ct)、約1〜約8mmの幅(cw)を有することを特徴とする請
求項1〜3のいずれか1項に記載のドクター・ブレード。 - 【請求項5】 セラミック・コーティング(43)が、Al2O3に基づくも
のであり、約20〜約50重量%の量でZrO2を包含し、場合によってこれと
一緒に約20重量%までの量のTiO2を包含し、これらすべての重量%は組成
物の総重量に基づいていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載
のドクター・ブレード。 - 【請求項6】 セラミック・コーティング(43b)が、インク・ローラ(
15)の表面に一致する先端斜面(44)を備えることを特徴とする請求項1〜
5のいずれか1項に記載のドクター・ブレード。 - 【請求項7】 セラミック・コーティングまたはスリーブ(17)を有する
インク・ローラ(15)を備える印刷機(1)のインク付けシステムのためのド
クター・ブレード・ユニットであって、前記ユニットが、請求項1〜6のいずれ
か1項に記載の互に対向した2つのドクター・ブレード(5、7)を支持するド
クター・ブレード・ホルダ(9)を包含し、ブレード(5、7)が、インク・ロ
ーラ(15)と直接接触するようになっており、ローラ(15)に対して、一方の
ブレード(5)が後続位置にあり、他方のブレード(7)が突き合わせ位置にあ
り、それによって、ローラ(15)と共にインク付けチャンバ(10)を画定し
ていることを特徴とするドクター・ブレード・ユニット。 - 【請求項8】 フレキソ印刷プリンタであって、セラミック・コーティング
またはスリーブ(17)を有するインク・ローラ(15)と、このインク・ロー
ラ(15)のためのインク付けシステムと、印刷版シリンダ(21)と、圧力ロ
ーラ(23)と、印刷版シリンダ(21)と圧力ローラ(23)との間に生じた
ニップ部で移動する紙ウェブとを包含し、前記インク付けシステムが、請求項7
に記載のドクター・ブレード・ユニットと、印刷インク容器(27)と、インク
供給ポンプ(31)を含むインク供給導管(29)と、余剰インクのための戻し
導管(35)とを包含することを特徴とするフレキソ印刷プリンタ。
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