JP2007136905A - 塗工ロールの洗浄方法及び洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】両側側面に貫通穴が形成される塗工ロールを洗浄する際、貫通穴内に洗浄液が浸入しないようにし、また大量の塗工ロールを洗浄する場合でも効率良く洗浄することができる洗浄装置を提供する。
【解決手段】両側側面の貫通穴ｈが形成される塗工ロールＲを洗浄するため、硬質ウレタンゴム製のテーパコーン状の一対の挟持部材２３の小径部を貫通穴ｈに挿入して挟持し、上下動シリンダユニットによって昇降体を降下させ、塗工ロールＲの貫通穴ｈより僅かに下方の位置まで第１洗浄槽１の洗浄液中に浸漬させる。そして回転モータにより挟持部材２３を介して塗工ロールＲをロール軸周りに回転させながら脱気した洗浄液中に超音波発振器３０により超音波を放射して超音波洗浄する。これと同時に、塗工ロールＲの両側側面を回転ブラシ２７でブラシ洗浄する。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えばグラビアシリンダ等の塗工ロールを超音波洗浄する技術に関する。

従来、グラビア印刷においては、円筒形シリンダの外周面にミクロン単位のセルと呼ばれる凹部を形成し、この凹部内にインクをつめて被印刷物に印刷するようにしているが、時間の経過とともにセル内に残留するインクが固まるようになり、印刷品質を低下させるようになる。また、近年では、水性インク、油性インクを問わず、硬化剤入りのインクが使用されることが多くなっているため、セル内におけるインクの固着の傾向は益々高まっている。このため、印刷品質を保持するためにはシリンダの外周面を定期的に洗浄してセル内に固着するインクを除去する必要があり、このような除去技術として、例えば洗浄液中に塗工ロールを浸漬し、塗工ロールを回転させながら洗浄液に超音波を放射すると同時に、表面をブラシで擦ることにより凹部内のインクを除去するようにした技術（例えば、特許文献１参照。）や、シリンダを回転ローラ上に載置して駆動モータで回転させ、超音波振動板をシリンダの表面に軽く当接させて固定するとともに、超音波振動板とシリンダ表面との間に形成されるクサビ状の空間に洗浄液を流し込んで洗浄するような技術（例えば、特許文献２参照。）などが知られている。
特開平５−１７７１７７号公報 特開２０００−６３７８号公報

一方、このようなグラビアシリンダ等の両側側面は、印刷品質に直接影響しないため洗浄が軽視されがちで、インクが幾層にも固まったままの状態になることが多いが、これを放置しておくと印刷中に剥げ落ちて印刷不良の原因にもなりかねないため、定期的に作業員等がヘラ等で掻き取るようなことも行われる。
また、このような人的除去作業を廃止するため、グラビアシリンダの両側面に、インクの付着を防止するための汚れ防止プレートを磁石で吸着させておくような技術（例えば、特許文献３参照。）も提案されている。
特開２００５−１３２００５号公報

ところが、前記特許文献１のように洗浄液中に塗工ロール全体を浸漬して超音波洗浄する技術では、塗工ロールに貫通穴が形成されているような場合、貫通穴を通してロール内に洗浄液が入り込むことになり、このロール内には例えばＩＣタグ等が貼り付けられることがあるため、このような場合にはＩＣタグの機能保護のため、貫通穴を液密状に塞いで洗浄する必要が生じるようになって手間がかかるという問題がある。また、特許文献２のように超音波振動板をシリンダの表面に軽く当接させて、超音波振動板とシリンダ表面との間に形成されるクサビ状の空間に洗浄液を流し込んで洗浄する方法は、セットアップに手間がかかるとともに、例えば大量の塗工ロールを効率良く洗浄するための自動化等が難しいという問題がある。また、特許文献１や特許文献２の超音波洗浄方式の場合、超音波洗浄時のキャビテーションの衝撃力が弱いため、洗浄効果があまり高くないという問題もあった。

そこで、本発明は、特に貫通穴が形成されるようなグラビアシリンダ等の塗工ロールを洗浄する際、貫通穴内にＩＣタグ等が貼り付けられている場合でもこれらの機能を損なわせる恐れがなく、また大量の塗工ロールを洗浄する場合でも自動化が可能で効率良く洗浄できるようにすると同時に洗浄効果を高めるようにし、更に、塗工ロールの両側側面の洗浄も同時に行えるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、ロールの両側側面中心部分に貫通穴が形成される塗工ロールを洗浄する洗浄方法において、前記塗工ロールを軸方向に挟んで対峙する一対のテーパコーン状の挟持部材の小径部を前記貫通穴に挿入して塗工ロールを挟持し、挟持した塗工ロールを洗浄槽の上方から降下させ前記貫通穴より僅かに下方の位置まで洗浄液中に浸漬した後、この塗工ロールを軸周りに回転させながら脱気した洗浄液中に超音波を放射して超音波洗浄するようにした。

テーパコーン状の挟持部材を貫通穴に挿入して塗工ロールを挟持し、貫通穴より僅かに下方の位置まで洗浄中に浸漬し、塗工ロールをロール軸周りに回転させながら超音波洗浄することで、塗工ロールの外周全域を洗浄することができ、しかも大量の塗工ロールを洗浄する場合でも自動化して効率良く作業出来るようになるとともに、貫通穴に洗浄液が入り込むような不具合が抑制される。この際、テーパコーン状の挟持部材としては、例えば硬質ゴム等が好適であり、貫通穴に挿入される小径部の反対側を貫通穴より大径の大径部にすることで、挟持した際に貫通穴が塞がるようにしておけば好適である。
なお、塗工ロールに形成される貫通穴の位置やサイズは、機種等が異なっても共通化されているため、塗工ロールを降下させて洗浄液中に浸漬させるときは、特に液面等を変化させなくて一定ストローク降下させるだけで良い。
また、脱気した洗浄液で超音波洗浄することにより、キャビテーションの衝撃力を高めることができて洗浄効果を高めることができる。

また本発明では、前記洗浄液中で塗工ロールを超音波洗浄する際、ロールの両側側面をブラシ洗浄するようにした。
すなわち、超音波発振器をロールの外周面に対して直角方向に超音波を放射できる位置にセットしておけば、ロール外周面のセル内の洗浄が効果的に行われるが、ロールの両側側面に対しては超音波放射方向が平行となって洗浄効果が低下することになる。一方、ロールの両側側面に対しても直角方向に超音波が当るようにしようとすると、別の新たな超音波発振器を左右にセットする必要が生じて設備費が高くつく。このため、両側側面をブラシ洗浄するような方策を採用することでより安価に構成でき、しかも従来放置され気味であったロール側面が綺麗に洗浄される。

そして、装置としては、塗工ロールを軸方向に挟み込んで対峙し且つ貫通穴に小径部が挿入可能なテーパコーン状の一対の挟持部材と、この挟持部材をローラ軸方向に沿って近接方向または離反方向に移動させる開閉移動手段と、挟持部材の下方に配置される超音波洗浄槽と、この洗浄槽内の洗浄液から脱気する脱気手段と、挟持部材を昇降動させることのできる昇降手段と、挟持部材をロール軸周りに回転させることのできる回転手段を設ける。
そして、両側側面を洗浄するため、各挟持部材の下方に回転ブラシを設ける。

両側側面に貫通穴が形成される塗工ロールを超音波洗浄する際、左右一対のテーパコーン状の挟持部材の小径部を貫通穴に挿入して塗工ロールを挟持し、貫通穴より僅かに下方の位置まで洗浄液中に浸漬した後、塗工ロールを軸周りに回転させながら超音波洗浄することで、貫通穴内部にＩＣタグ等が貼り付けられている場合でも貫通穴を通してロール内に洗浄液が入り込まず、機能低下等の不具合が生じない。また、自動化が容易であるため、大量の塗工ロールを洗浄する際にも効率良く洗浄作業を行えるようになる。
また、塗工ロールの両側側面を回転ブラシで洗浄すれば、一層効率良く洗浄することができる。

本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１は本発明に係る洗浄装置が適用される洗浄システム全体の構成例図、図２は本洗浄装置の説明図、図３は超音波洗浄時の説明図、図４は塗工ロールの一例の説明図、図５は挟持部材の変形例図である。

本発明に係る洗浄装置は、例えば図４に示すように、両側側面に貫通穴ｈが形成されるグラビアシリンダ等の塗工ロールＲの外周面を洗浄する際、貫通穴ｈを通してロール内に洗浄液が入り込むのを防止して、ロール内部にＩＣタグ等が貼り付けられている場合でもその機能を損なわせる恐れがなく、また大量の塗工ロールＲを洗浄する場合でも効率良く洗浄することができるようにされるとともに、塗工ロールＲの両側側面の洗浄も同時に行えるようにされている。
すなわち、このような塗工ロールＲの外周面には、ミクロン単位のセルと呼ばれる多数の凹部がダイヤモンド等により印刷模様で刻設されており、その表面にクロムメッキ等が施されている。

そして、図１に示すような洗浄システムには本洗浄装置が適用されており、この洗浄システムでは、図中、右方向から台車Ｄに載せられた塗工ロールＲが搬送されてくると、第１洗浄槽１、第２洗浄槽２で超音波洗浄が行われ、シャワー槽３で洗い流された後、ブロー槽４で乾燥処置されて図中左方に払出されるように自動化されている。
このため、台車Ｄや第１洗浄槽１や第２洗浄槽２やシャワー槽３やブロー槽４の上部には、上流側の塗工ロールＲを下流側に向けて送り込むことのできる移送機構５が設けられ、また、台車Ｄと第１洗浄槽１間、第１洗浄槽１と第２洗浄槽２間、第２洗浄槽２とシャワー槽３間、シャワー槽３とブロー槽４間には、それぞれ塗工ロールＲを一時的に待機させておくことのできる待機所６が設けられている。そして、図２に示す本洗浄装置１０は、第１洗浄槽１と第２洗浄槽２に同じような形態で設けられ、いずれも、各洗浄槽１、２上部の移送機構５を含んで構成されている。

そこで、本洗浄装置１０について第１洗浄槽１の場合を例にとって図２に基づき説明する。
本洗浄装置１０の一部を構成する移送機構５は、機枠１１のレール支持部材１１ａに取り付けられる走行レール１２に沿って図２の紙面垂直方向（図１の左右方向）に走行自在な走行体１３と、この走行体１３をピニオン・ラック機構１４によって走行させる走行駆動モータ１５と、走行体１３の中央上部に取り付けられる油圧駆動等の上下動シリンダユニット１６と、この上下動シリンダユニット１６によって上下動自在な昇降体１７を備えており、この昇降体１７には、塗工ロールＲを挟持する挟持手段と塗工ロールＲの両側側面をブラシ洗浄するためのブラシ洗浄手段が設けられている。

前記挟持手段は、前記昇降体１７の昇降板１８下面に取り付けられる開閉駆動モータ２０と、この駆動モータ２０の出力軸に連結される逆ネジ棒２１と、この逆ネジ棒２１の左右の逆ネジ部に螺合する一対の開閉部材２２と、各開閉部材２２の下端側に取り付けられるテーパコーン状の挟持部材２３を備えており、駆動モータ２０の作動によって逆ネジ棒２１が回転すると、一対の挟持部材２３が近接方向あるいは離反方向に同期して移動するようにされている。そして、この挟持部材２３は、実施形態では硬質ウレタンゴム製で、内側が小径部で外側が大径部とされ、小径部は、塗工ロールＲの貫通穴ｈより小径で、大径部は、塗工ロールＲの貫通穴ｈより大きい径とされている。

また、各挟持部材２３は、前記昇降板１８の上部に設けられる左右一対の回転モータ２４によって軸周りに回転自在にされている。すなわち、回転モータ２４の出力軸と挟持部材２３の回転軸とは巻き掛け伝動部材２５によって連結されており、挟持部材２３によって塗工ロールＲを挟持した後、回転モータ２４を駆動させることにより、挟持部材２３を介して塗工ロールＲをロール軸周りに回転させることができるようにされている。

前記ブラシ洗浄手段は、前記挟持部材２３の回転軸との間に巻き掛け伝動部材２６を介して連結される左右一対の回転ブラシ２７を備えており、この回転ブラシ２７は、挟持部材２３の下方に配置されて塗工ロールＲの両側側面に摺接可能にされている。そして、前記回転モータ２４の駆動により、挟持部材２３とともに、挟持部材２３とは異なる回転速度で回転して塗工ロールＲの両側側面をブラシ洗浄できるようにされている。

前記第１洗浄槽１と第２洗浄槽２には、洗浄液に向けて上方に超音波を発振することのできる超音波発振器３０が設けられるとともに、洗浄液中の空気等の気体を脱気するための脱気手段（不図示）が設けられており、この脱気手段は、第１洗浄槽１（第２洗浄槽２）内の洗浄液を循環させながら脱気するようにされている。そして、この脱気手段によって、洗浄液中の溶存酸素量が２ｍｇ／ｌ程度以下になるようにしている。

以上のような洗浄装置１０による洗浄方法について説明する。
台車Ｄによって塗工ロールＲが搬送されてくると、図１の台車Ｄ上の移送機構５が一番端の塗工ロールＲを把持して第１洗浄槽１の上流側の待機所６に移送する。すなわち、同移送機構５の上下動シリンダユニット１６によって挟持部材２３の中心軸の高さが塗工ロールＲの貫通穴ｈの高さに一致させられた後、開閉駆動モータ２０の作動によって各挟持部材２３が近接側に移動し、各挟持部材２３先端の小径部が貫通穴ｈに嵌入して塗工ロールＲを挟持する。そして、走行駆動モータ１５の作動によって走行体１３が走行し、塗工ロールＲを目的の待機所６に移送・載置し、挟持部材２３を離脱させる。

すると、第１洗浄槽１の上部の移送機構５が、隣の待機所６に移送された塗工ロールＲに向けて受取りのため移動した後、同じ要領で挟持し、第１洗浄槽１の上方まで移動させる。そして、上下動シリンダユニット１６を駆動して塗工ロールＲを所定ストローク降下させ、図３に示すように、貫通穴ｈより僅かに下方の位置まで洗浄液中に浸漬させる。そしてこの位置は、前記超音波発振器３０の直上位置である。

そして、その状態で挟持部材２３を回転モータ２４により回転させると同時に、超音波発振器３０を作動させ、また、洗浄液を循環させながら洗浄液中に含まれる気体を脱気し、溶存酸素量を２ｍｇ／ｌ以下にする。すると、超音波の放射によるキャビテーションの衝撃力によって、塗工ロールＲ周面のセル内に固着するインクが除去される。この際、洗浄液を脱気していることからキャビテーションの衝撃力は強力であり、洗浄効果は極めて高い。
因みに、本実施例では、洗浄液は弱アルカリ性とし、超音波発振器３０としては３６００Ｗ、２５〜５３５ＫＨｚの広域同時多重波で超音波発生密度を２Ｗ／ｃｍ^２以上としている。また、この際の塗工ロールＲの回転速度は、１〜５回転／ｍｉｎ程度である。

また、これと同時に、回転ブラシ２７も回転するため、塗工ロールＲの両側側面に付着するインクが除去され、塗工ロールＲ全般の洗浄を効率的に行うことができる。
なお、塗工ロールＲの貫通穴ｈの位置やサイズは、機種の違いに拘わらず標準化されて一定であるため、塗工ロールＲを降下させてその一部を洗浄液中に浸漬させる際は、洗浄液の液面を一定にしたままで、常に一定のストロークで降下させるだけでよいことは前述の通りである。

そして、第１洗浄槽１による超音波洗浄が完了すると、この塗工ロールＲを第２洗浄槽２に送って同様の手順で再び超音波洗浄するが、第２洗浄槽２の洗浄装置の基本的構成も同様である。そして、第２洗浄槽２による洗浄が完了すると、シャワー槽３に送ってシャワー洗浄し、最後にブロー槽４に送って乾燥させる。そして、これら一連の手順を自動的に行うことにより、大量の塗工ロールＲを効率的に洗浄することができる。

ところで、グラビアシリンダ等の塗工ロールＲには、図４に示すように、貫通穴ｈの一部にキー溝状の凹部ｄが形成されていることが多い。
そこで、図５に示すように、テーパコーン状の挟持部材２３の付根部にフランジ部２３ｆを設けて凹部ｄを覆うようにしても良い。
この場合は、図３に示すように、塗工ロールＲの一部を洗浄液中に浸漬させて超音波洗浄する際、貫通穴ｈや凹部ｄを通して洗浄液がロール内部に浸入しにくくなり、内部にＩＣタグ等を貼り付けている場合でもより保護機能を高めることができる。

なお、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。
例えば、油圧の上下動シリンダユニット１６の代わりにサーボモータなどを使用してもよい。また、上記洗浄システムで示した二つの洗浄槽１、２を使用する構成やシャワー槽３やブロー槽４等は本発明の必須の要件ではない。

グラビアシリンダ等の塗工ロールを洗浄する際、貫通穴の内部にＩＣタグ等が貼り付けられている場合でも、機能損失を招かず、しかも大量の塗工ロールでも自動化して効率良く洗浄作業することができ、しかも洗浄効果が極めて高いため、印刷品質を格段に向上させることができる。

本発明に係る洗浄装置が適用される洗浄システム全体の構成例図 本洗浄装置の説明図 超音波洗浄時の説明図 塗工ロールの一例の説明図 挟持部材の変形例図

符号の説明

１…第１洗浄槽、５…移送機構、１０…洗浄装置、１６…上下動シリンダユニット、２０…開閉駆動モータ、２１…逆ねじ棒、２３…挟持部材、２４…回転モータ、２７…回転ブラシ、Ｒ…塗工ロール、ｈ…貫通穴。

Claims (4)

1. ロールの両側側面中心部分に貫通穴が形成される塗工ロールを洗浄する洗浄方法であって、前記塗工ロールを軸方向に挟んで対峙する一対のテーパコーン状の挟持部材の小径部を前記貫通穴に挿入して塗工ロールを挟持する工程と、挟持した塗工ロールを洗浄槽の上方から降下させ前記貫通穴より僅かに下方の位置まで洗浄液中に浸漬する工程と、この塗工ロールを軸周りに回転させながら脱気した洗浄液中に超音波を放射して超音波洗浄する工程を備えたことを特徴とする塗工ロールの洗浄方法。
2. 前記洗浄液中で塗工ロールを超音波洗浄する際、ロールの両側側面をブラシ洗浄することを特徴とする請求項１に記載の塗工ロールの洗浄方法。
3. ロールの両側側面中心部分に貫通穴が形成される塗工ロールを洗浄する洗浄装置であって、前記塗工ロールを軸方向に挟み込んで対峙し且つ前記貫通穴に小径部が挿入可能なテーパコーン状の一対の挟持部材と、この挟持部材をローラ軸方向に沿って近接方向または離反方向に移動させる開閉移動手段と、該挟持部材の下方に配置される超音波洗浄槽と、この洗浄槽内の洗浄液から脱気する脱気手段と、前記挟持部材を昇降動させることのできる昇降手段と、前記挟持部材をロール軸周りに回転させることのできる回転手段を備えたことを特徴とする塗工ロールの洗浄装置。
4. 前記各挟持部材の下方には、塗工ロールの両側側面に摺接可能な回転ブラシが設けられることを特徴とする請求項３に記載の塗工ロールの洗浄装置。
   

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