JP2012532778A - 湿し水部用ローラ - Google Patents

Abstract

コア及び外層を備えた、湿し水システム中のローラ、特に湿し接触ローラ、水着けローラ、又は湿し水呼び出しローラであって、外層が、硬質陽極処理アルミニウム、化学ニッケル、及びプラズマ化学的陽極酸化により得ることができる酸化アルミニウム、及びその組合せからなる群から選択される、ローラ。

Description

本発明は、湿し水接触ローラ（ｄａｍｐｅｎｉｎｇ ｃｏｎｔａｃｔ ｒｏｌｌｅｒ）、水移しローラ、又は湿し水呼び出しローラ（ｄａｍｐｅｎｉｎｇ ｄｕｃｔｏｒ）等の湿し水部（ｄａｍｐｅｎｉｎｇ ｕｎｉｔ）で使用するローラ、及び湿し水システムにおけるその使用に関する。

オフセット印刷は、新聞印刷、雑誌印刷、カタログ印刷等で使用されている間接的印刷法である。オフセット印刷では、印刷組版（ｐｒｉｎｔｉｎｇ ｆｏｒｍｅ）、典型的には薄いアルミ板を作製する。後者は、版胴に取り付けられており、印刷機中でインキングシステム及び湿し水部に接触している。印刷組版の親油性部分は印刷インキを受容するが、親水性部分はインクがつかないままである。

印刷インキは、版胴から、ブランケット胴又はオフセット胴に取り付けられた印刷ブランケットに転移される。その後、ブランケット胴は、圧胴又は別のブランケット胴に補助されて、被印刷媒体へとインキを転移させる。

印刷の品質のためには、印刷組版にインキ及び湿し水が十分に供給されることが重要である。親水性部分にインキがない状態を維持するために、十分な量の湿し水（水又は水−アルコール混合物）が印刷組版に転移されなければならない。一方、親油性部分に印刷インキを供給するために十分な印刷インキが転移されなければならない。

湿し水部及びインキングシステムのいずれも、ローラにより、湿し水、及びインキ又はインキ−水エマルジョンをそれぞれ印刷組版に転移する。

典型的な湿し水部は１又は複数のローラを備え、多くの場合、軟質表面を有するローラ、例えばエラストマー被覆を有するローラが、１又は複数の硬質ローラ又は他のエラストマー被覆ローラに接触している。

典型的な３本ローラ型湿し水部では、軟質の水元ローラ（ｄａｍｐｅｎｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｄｉｐ ｒｏｌｌｅｒ）が湿し水供給部に直接接触している。水元ローラは、上記供給部から湿し水を集め、硬質ローラに転移させる。該硬質ローラは湿し水の膜を水着けローラ（ｄａｍｐｅｎｉｎｇ ｆｏｒｍｅ ｒｏｌｌｅｒ）に転移させる。

上記硬質ローラは、湿し水接触ローラ、水移しローラ、又は湿し水呼び出しローラと称される。これら３つの用語は本文脈中において同義で使用されている。

典型的な４本ローラ型湿し水部では、水元ローラは湿し水を最初に軟質ローラ（水移しローラ又は浸し水調量ローラ）に転移させる硬質ローラであり、水はその後、上記軟質ローラにより硬質の湿し水接触ローラ又は水移しローラに転移させられ、最終的に当該硬質ローラにより水着けローラに転移させられる。

湿し水部は、例えば、湿し水の膜をならすためのライダローラ、又はインキングシステムと湿し水部を接触させるブリッジローラ等の更なるローラを備える。

最後の水着けローラが同時にインキ着けローラでもあるシステムもある。

以下、これらのローラ全てが「湿し水部用のローラ」という用語に包含される。好ましくは、ローラは硬質ローラ、すなわちエラストマー被覆を有さないローラである。

湿し水接触ローラ又は水移しローラ等の湿し水部中の硬質ローラの表面の通常の材料としては、クロム、セラミックス、及びステンレス鋼が含まれる。

特許文献１は、ビニルシランを含む被覆を作製することにより湿し水ローラを親水化する方法を記載している。このローラの外層はシラン製である。

特許文献２は、粗面化かつ陽極酸化したアルミ板であるブランク版を開示している。そのような版はローラ上に取り付けられ、その部分では被印刷体であるウェブに印刷インキが転移されない。

独国特許出願公告第１２５７１７０（ＡＳ）号明細書 独国特許第６０１２０４４４（Ｔ２）号明細書

湿し水部の分野における問題点の１つは、いわゆるインキ皮膜のバックスプリット（ｂａｃｋ ｓｐｌｉｔ）が起こることである。印刷組版と接触している水着けローラは、運転中に印刷インキ又は印刷インキエマルジョンで濡らされる。その後、水着けローラがこれらを湿し水部中の後方の他のローラ群に順次転移させると共に、水元ローラ又は調量ローラ及び湿し水接触ローラ又は水移しローラの両方にも転移させ、最終的に湿し水の汚染が生じてしまうことがある。このインキの移動により徐々に湿し水ローラ表面上にインキが堆積し、印刷プロセスが損なわれる。このため、通常、印刷プロセスを停止して機器を洗浄する必要がある。

軟質ローラ上の多くの種類のエラストマーコーティング及び硬質ローラの種々の表面設計にも関わらず、インキ皮膜のバックスプリットの問題は未だ完全には解決されていない。したがって、先行技術の公知の問題点の少なくとも一部を解決する改善された湿し水部に対するニーズが依然として存在する。

驚くべきことに、湿し水部で用いるローラ、特に、コア及び外層を有する湿し水接触ローラ、水移しローラ、又は湿し水呼び出しローラであって、前記外層が、
− 硬質陽極処理アルミニウム；
− 化学（無電解）ニッケル；
− プラズマ化学的陽極酸化により得ることができる酸化アルミニウム；
及びこれらの組合せ、から選択される、ローラにより、この目的を達成することができる。

本発明に係るローラは、インキ皮膜のバックスプリットの低減、改善された若しくはより均一な湿し水の転移を示し、且つ／又はより容易に洗浄される。

４本ローラ型湿し水部の構造を模式的に示す図である。硬質ローラである水元ローラ（５ｂ）が最初に湿し水を軟質ローラ（６）に転移させる。次いで、軟質ローラ（６）が湿し水を硬質の湿し水接触ローラ、湿し水呼び出しローラ、又は水移しローラ（４）に転移させ、次いで、硬質ローラ（４）が湿し水を水着けローラ（３）に転移させ、最終的に水着けローラ（３）が湿し水を版胴（１）に転移させる。版胴はインキ着けローラ（２）にも接触している。 ３本ローラ型湿し水部の構造を模式的に示す図である。軟質の水元ローラ（５ａ）が湿し水供給部に直接接触している。水元ローラは、供給部から湿し水を集め、硬質の湿し水接触ローラ又は水移しローラ（４）に湿し水を転移させる。硬質ローラ（４）は、湿し水の皮膜を水着けローラ（３）に転移させ、最終的に水着けローラ（３）が湿し水を版胴（１）に転移させる。版胴はインキ着けローラ（２）にも接触している。

本発明では、硬質陽極処理アルミニウムである外層、又は、化学（無電解）ニッケル層、若しくはプラズマ化学的陽極酸化により得ることができる酸化アルミニウム層を有するローラを、湿し水部における硬質ローラとして、特に湿し水接触ローラ、湿し水呼び出しローラ、又は水移しローラとして使用する。

硬質陽極処理アルミニウムは当業者に公知であり、冷たい酸性電解液中での陽極酸化により得られる。電流により、酸化アルミニウム保護層が表面に形成される。アルミニウム及びアルミニウム合金が出発材料として使用され得る。

一実施形態では、ローラ全体が（モノリシック）アルミニウムからなるローラが使用される。

別の実施形態では、ローラは、例えばスチールコア、炭素繊維若しくはガラス繊維コア等の異なる材料のコアと、陽極処理されて硬質陽極処理アルミニウムを形成しているアルミニウムの外殻と、を含む。

好ましい実施形態では、硬質陽極処理アルミニウムを調製する時に、更なる材料、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）又は炭化ケイ素の粒子が外層に組み込まれる。

化学ニッケルは、ニッケルイオン及び還元剤（典型的には次亜リン酸塩）の溶液からの無電解めっきによりニッケルを析出させるプロセスにより得られる。表面にニッケル層を析出させるプロセスは原理として当業者に公知である。

典型的には、スチールコア、アルミニウムコア、及び炭素繊維コアから選択されるコアが本実施形態に使用される。この場合にも、ＰＴＦＥ、他のフッ素含有ポリマー、又は炭化ケイ素の粒子を外層中に組み込むことが可能である。

典型的には、リン含有化学ニッケル試薬を用いることで、リンも層中に組み込まれる。

別の好適な外層はプラズマ化学的コーティングにより得られる。したがって、外部電源を用いて加工物（ｗｏｒｋ ｐｉｅｃｅ）を陽極として用いることができる。陽極処理中、酸素プラズマが加工物の表面に放出され、これにより、加工物が溶融してコランダム及びベーマイトから主になる２つの酸化セラミック層が形成される（欧州特許第０５４５２３０号も参照）。

原則的に、更なる粒子、例えばフルオロポリマー類、もこれらの層に組み込まれ得る。対応する方法は独国特許第４２３９３９１号から当業者に公知である。

硬質陽極処理アルミニウムを使用する場合、好ましい層厚は５〜２００μｍ、より好ましくは２０〜１００μｍ、更により好ましくは３０〜６０μｍである。硬質陽極処理アルミニウムの特に好ましい表面粗さはＲｚ＝０．１〜１００μｍ、好ましくはＲｚ＝０．５〜８μｍである。

酸化アルミニウム（コランダム、ベーマイト）を使用する場合、好ましい層厚は５〜２００μｍ、より好ましくは２０〜１００μｍ、更により好ましくは３０〜６０μｍである。酸化アルミニウム（コランダム、ベーマイト）について、特に好ましい表面粗さはＲａ＝０．０５〜２０．０μｍ、好ましくはＲａ＝０．１〜２．０μｍである。

化学ニッケル層の典型的な厚さは２〜４０μｍ、好ましくは１０〜２０μｍである。荒さとしては、Ｒｚ＝０．１〜１００μｍ、好ましくはＲｚ＝０．５〜８μｍであることが特に好ましい。

本発明の別の実施形態は、ＰＴＦＥ又はフッ素含有ポリマーの層が更に塗布されている（すなわち、ＰＴＦＥ又は他のフッ素含有ポリマーが上記層中に組み込まれておらず、別個の層を形成している）上記の本発明に係るローラである。

本発明は更に、本発明に係る少なくとも１つのローラを含む湿し水部に関し、湿し水部のローラとしての、特に湿し水接触ローラ又は水移しローラとしての、本発明に係るローラの使用に関する。

驚くべきことに、本発明に係るローラは、インキ皮膜のバックスプリットを低減しつつ、良好な湿し水転移性能を示す。

以下に実施例を用いて本発明を更に説明する。

実施例１
有用なコーティング長１１１０ｍｍ、直径１２５ｍｍのアルミニウム製ローラに、厚さ４０μｍの硬質陽極処理アルミニウム層を設けた。オフセット輪転機の３本ローラ型湿し水部において使用した場合に、このローラは湿し水の非常に均一な転移及びセラミックローラと比べて改善された湿し水転移性能（１分当たりの回転数を１０％低減することができた）を示し、また、インキ皮膜のバックスプリットが低減された。

実施例２
有効なコーティング長５３０ｍｍ、直径５８ｍｍのアルミニウム製ローラに、厚さ４０μｍの硬質陽極処理アルミニウム層を設けた。枚葉紙オフセット印刷機の３本ローラ型湿し水部において使用した場合に、このローラは湿し水の非常に均一な転移及び改善された湿し水転移性能を示した。

実施例３
有効なコーティング長５３０ｍｍ、直径５８ｍｍのアルミニウム製ローラに、厚さ１５μｍのＰＴＦＥ充填化学ニッケル層を設けた。枚葉紙オフセット印刷機の３本ローラ型湿し水部において使用した場合に、このローラは湿し水の非常に均一な転移及び改善された湿し水転移性能を示した。

実施例４
有効なコーティング長５３０ｍｍ、直径５８ｍｍのアルミニウム製ローラに、厚さ４０μｍのＰＴＦＥ充填硬質陽極処理アルミニウム層を設けた。枚葉紙オフセット印刷機の３本ローラ型湿し水部において使用した場合に、このローラは湿し水の非常に均一な転移及び改善された湿し水転移性能を示した。

実施例５
有効なコーティング長５３０ｍｍ、直径５８ｍｍのアルミニウム製ローラに、厚さ５０μｍの酸化アルミニウム（コランダム、ベーマイト）層を設けた。枚葉紙オフセット印刷機の３本ローラ型湿し水部で使用した場合に、このローラは湿し水の非常に均一な転移及び改善された湿し水転移性能を示した。

実施例６
枚葉紙オフセット印刷機中における実施例２〜５のローラ及び比較のための従来技術のローラの回転速度を、湿し水の良好な転移が得られるように設定した。本発明に係るローラは１分当たりの回転数がより少なくても運転可能であること、すなわち。これらがより良い湿し水の転移を示すことが見出された。

４本ローラ型湿し水部の模式的構造は下記の通りである。硬質ローラである水元ローラが最初に湿し水を軟質ローラに転移させる。次いで、軟質ローラが湿し水を硬質の湿し水接触ローラ、湿し水呼び出しローラ、又は水移しローラに転移させ、次いで、硬質ローラが湿し水を水着けローラに転移させ、最終的に水着けローラが湿し水を版胴に転移させる。版胴はインキ着けローラにも接触している。
３本ローラ型湿し水部の模式的構造は下記の通りである。軟質の水元ローラが湿し水供給部に直接接触している。水元ローラは、供給部から湿し水を集め、硬質の湿し水接触ローラ又は水移しローラに湿し水を転移させる。硬質ローラは、湿し水の皮膜を水着けローラに転移させ、最終的に水着けローラが湿し水を版胴に転移させる。版胴はインキ着けローラにも接触している。
本発明では、硬質陽極処理アルミニウムである外層、又は、化学（無電解）ニッケル層、若しくはプラズマ化学的陽極酸化により得ることができる酸化アルミニウム層を有するローラを、湿し水部における硬質ローラとして、特に湿し水接触ローラ、湿し水呼び出しローラ、又は水移しローラとして使用する。

Claims (19)

1. コア及び外層を有する、湿し水部で使用されるローラ、特に湿し水接触ローラ、水移しローラ、又は湿し水呼び出しローラであって、前記外層が、
   硬質陽極処理アルミニウム；
   化学ニッケル；
   プラズマ化学的陽極酸化により得ることができる酸化アルミニウム；及び
   その組合せ
   から選択される前記ローラ。
2. 前記外層に、ＰＴＦＥ、他のフッ素含有ポリマー、又は炭化ケイ素の粒子が更に組み込まれている、請求項１に記載のローラ。
3. 請求項１に記載のローラに、ＰＴＦＥ又は別のフッ素含有ポリマーの外層が塗布されていることを特徴とするローラ。
4. 前記コアが、スチールコア、アルミニウムコア、炭素繊維コア、及びガラス繊維コアから選択されることを特徴とする、請求項１〜３の少なくとも一項に記載のローラ。
5. 前記硬質陽極処理アルミニウム層の層厚が２０〜１００μｍ、好ましくは３０〜６０μｍであることを特徴とする、請求項１〜４の少なくとも一項に記載のローラ。
6. 前記硬質陽極処理アルミニウム層の粗さがＲｚ＝０．１〜１００μｍ、好ましくは０．５〜８μｍであることを特徴とする、請求項１〜５の少なくとも一項に記載のローラ。
7. 前記化学ニッケル層が２〜１５重量％のリンを含むことを特徴とする、請求項１〜６の少なくとも一項に記載のローラ。
8. 前記化学ニッケル層の厚さが２〜４０μｍ、好ましくは１０〜２０μｍであることを特徴とする、請求項１〜７の少なくとも一項に記載のローラ。
9. 前記化学ニッケル層の粗さがＲｚ＝０．１〜１００μｍ、好ましくは０．５〜８μｍであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のローラ。
10. 前記酸化アルミニウム層の層厚が５〜２００μｍ、好ましくは３０〜６０μｍであることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のローラ。
11. 前記酸化アルミニウム層の粗さがＲａ＝０．０５〜２０．０μｍ、好ましくはＲａ＝０．１〜２．０μｍであることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のローラ。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の少なくとも１つのローラを含む湿し水部。
13. 湿し水部のローラとしての、特に湿し水部の湿し水接触ローラ、水移しローラ、又は湿し水呼び出しローラとしての、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のローラの使用。
14. 前記外層が硬質陽極処理アルミニウム層であることを特徴とする、請求項１３に記載の使用。
15. 前記外層が化学ニッケル層であることを特徴とする、請求項１３に記載の使用。
16. 前記外層がプラズマ化学的陽極酸化により得ることができる酸化アルミニウム層であることを特徴とする、請求項１３に記載の使用。
17. 前記硬質陽極処理アルミニウム層にＰＴＦＥ、他のフッ素含有ポリマー、又は炭化ケイ素の粒子が組み込まれていることを特徴とする、請求項１４に記載の使用。
18. 前記化学ニッケル層にＰＴＦＥ、他のフッ素含有ポリマー、又は炭化ケイ素の粒子が組み込まれていることを特徴とする、請求項１５に記載の使用。
19. 前記酸化アルミニウム外層にＰＴＦＥ、他のフッ素含有ポリマー、又は炭化ケイ素の粒子が組み込まれていることを特徴とする、請求項１６に記載の使用。

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