JP2018130698A - Gravure roll - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、表面に形成された凹部に、塗料等の液体成分を保持するグラビアロールに関する。 The present invention relates to a gravure roll that holds a liquid component such as a paint in a recess formed on the surface.
特許文献1には、インクを貯留するドクターチャンバーと、ドクターチャンバーから供給されたインクを保持するグラビアロールと、グラビアロールからインクが転写される印刷ロールとを備えた印刷装置が記載されている。グラビアロールの表面には、インクを保持するための凹部が加工されている。凹部の形状としては、格子型等の閉鎖型セルの形状や、グラビアロールの軸方向に沿って螺旋状に延びるように形成された斜線型等がある。特許文献1のような印刷装置では、グラビアロールの表面に閉鎖型セルの形状の凹部が採用されているが、印刷インクよりも粘度の高い塗料を塗布するための塗装装置に設けられたグラビアロールでは、閉鎖型セルの形状の凹部を採用すると線状ムラのような塗膜外観不良が発生してしまうので、斜線型の凹部が採用されている。
しかしながら、印刷インクよりも粘度の高い塗料を塗布するための塗装装置において、表面に斜線型の凹部が形成されたグラビアロールを用いた場合、グラビアロールと、グラビアロールの表面に接して凹部からあふれた塗料をドクターチャンバー内に掻き落とすドクターブレードとの接触部位から塗料の液ダレが発生する場合がある。塗料の液ダレが発生した場合、ドクターチャンバー方式の塗料付与装置を備える塗装装置には、塗料受けとなるパンが存在しないので、液ダレがそのまま塗料ロスとなってしまうといった問題点があった。 However, when a gravure roll with a slanted concave portion formed on its surface is used in a coating device for applying a paint having a viscosity higher than that of printing ink, the gravure roll and the surface of the gravure roll are in contact with each other and overflow from the concave portion. In some cases, dripping of the paint may occur from the contact area with the doctor blade that scrapes the paint into the doctor chamber. In the case where a dripping of the paint occurs, there is a problem that the dripping directly becomes a paint loss because there is no pan serving as a paint receiver in the coating apparatus provided with the doctor chamber type paint applicator.
この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、回転した時に液体成分が漏れず、高粘度の液体成分を塗布する際に外観不良が生じないグラビアロールを提供することを目的とする。 The present invention was made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a gravure roll that does not leak liquid components when rotated and does not cause poor appearance when a high viscosity liquid component is applied. And
この発明に係るグラビアロールは、表面に凹部が形成されたグラビアロールであって、凹部は、グラビアロールの一方の端部から他方の端部に向かって螺旋状に延び、凹部内には、凹部の延びる方向に対向するように複数の仕切壁が間隔をあけて設けられており、仕切壁の縁部は、凹部の底部と、凹部を画定する凹部壁の側面とに接続されており、底部及び凹部壁に接続されていない縁部である開放縁部の少なくとも一部分は、凹部の深さ方向に関して、凹部壁の縁部のうちどこにも接続されていない開放縁部よりも底部側、かつ、底部よりも凹部壁の開放縁部側に位置し、仕切壁の開放縁部の残りの部分は、凹部の深さ方向に関して、一部分と同じ位置に位置するか、又は、一部分よりも凹部壁の開放縁部側に位置し、グラビアロールの表面から凹部の底部までの距離に対するグラビアロールの表面から一部分までの距離の比が1/10〜7/10である。 The gravure roll according to the present invention is a gravure roll having a recess formed on the surface, and the recess extends in a spiral shape from one end of the gravure roll to the other end. A plurality of partition walls are provided at intervals so as to face each other in the extending direction, and an edge of the partition wall is connected to a bottom portion of the recess and a side surface of the recess wall defining the recess. And at least a part of the open edge that is an edge not connected to the recess wall is at the bottom side of the open edge not connected to any of the edges of the recess wall in the depth direction of the recess, and It is located on the open edge side of the recessed wall from the bottom, and the remaining part of the open edge of the partition wall is located at the same position as the part with respect to the depth direction of the recessed part, or the recessed wall is located more than the part. Located on the open edge side, the surface of the gravure roll The ratio of the distance to a portion from the surface of the gravure roll with respect to the distance to the bottom of the recess from is 1 / 10-7 / 10.
この発明によれば、グラビアロールの一方の端部から他方の端部に向かって螺旋状に延びる凹部内に、凹部の延びる方向に対向するように複数の仕切壁が間隔をあけて設けられ、仕切壁の縁部は、凹部の底部と、凹部を画定する凹部壁の側面とに接続されていることにより、液体成分の凹部内での流れが仕切壁によって妨げられるので、グラビアロールが回転した時に液体成分の漏れを防止することができる。また、底部及び凹部壁の側面に接続されていない仕切壁の縁部である開放縁部の少なくとも一部分は、凹部の深さ方向に関して、凹部壁の縁部のうちどこにも接続されていない開放縁部よりも底部側、かつ、底部よりも凹部壁の開放縁部側に位置し、仕切壁の開放縁部の残りの部分は、凹部の深さ方向に関して、一部分と同じ位置に位置するか、又は、一部分よりも凹部壁の開放縁部側に位置し、グラビアロールの表面から凹部の底部までの距離に対するグラビアロールの表面から一部分までの距離の比が1/10〜7/10であることにより、液体成分の一部が仕切壁の開放縁部を通り越して凹部内を流れることができるので、高粘度の液体成分を塗布する際に外観不良が生じるのを防ぐことができる。 According to this invention, a plurality of partition walls are provided at intervals in the recess extending spirally from one end of the gravure roll toward the other end so as to face the extending direction of the recess, Since the edge of the partition wall is connected to the bottom of the recess and the side surface of the recess wall that defines the recess, the flow of liquid components in the recess is hindered by the partition wall, so that the gravure roll is rotated. Sometimes leakage of liquid components can be prevented. In addition, at least a part of the open edge that is an edge of the partition wall that is not connected to the bottom and the side surface of the recess wall is an open edge that is not connected to any of the edges of the recess wall in the depth direction of the recess. Or the remaining part of the open edge of the partition wall is located at the same position as a part in the depth direction of the recess, Alternatively, the ratio of the distance from the surface of the gravure roll to the part to the distance from the surface of the gravure roll to the bottom of the recess is 1/10 to 7/10, which is located closer to the open edge of the recess wall than the part. As a result, a part of the liquid component can pass through the opening edge of the partition wall and flow in the recess, so that it is possible to prevent the appearance defect from occurring when the high viscosity liquid component is applied.
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1には、液体成分である塗料2を鋼板13の表面に塗布する塗装装置10が示されている。塗装装置10は、塗料2を付与するための液体成分付与装置である塗料付与装置1と、鋼板13に塗料2を塗布するアプリケーターロール11と、アプリケーターロール11との間に鋼板13を挟む金属製のバックアップロール12とを備えている。塗料付与装置1は、塗料2を貯留する貯留室3を有するドクターチャンバー4と、ドクターチャンバー4から供給された塗料を保持するための凹部20が表面5aに形成された金属製のグラビアロール5とを備えている。ドクターチャンバー4には、貯留室3の開口を部分的に覆うとともにグラビアロール5の表面5aに接する2つのドクターブレード6a,6bが設けられている。グラビアロール5の表面5aとアプリケーターロール11の表面11aとは接している。アプリケーターロール11の表面11aはゴム製である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a
図2に示されるように、グラビアロール5の軸線L5方向に関して貯留室3の両端にはそれぞれ、発砲ポリエチレン製のサイドシール18及びサイドシール19が設けられている。グラビアロール5は、その表面5aがサイドシール18及びサイドシール19のそれぞれに接するように設けられている。グラビアロール5の表面5aには、グラビアロール5の一方の端部5bから他方の端部5cに向かって螺旋状に延びる凹部20が形成されている。
As shown in FIG. 2, a foamed
図3に示されるように、凹部20内には、一定の間隔をあけて複数の仕切壁30が、凹部20の延びる方向に対向するように設けられている。図4に示されるように、仕切壁30の縁部は、凹部20の底部20aと、凹部20を画定する凹部壁21の側面21bとに接続されている。一方、仕切壁30の縁部のうち底部20a及び側面21bに接続されていない開放縁部30aの全体が、凹部20の深さ方向に関して、凹部壁21の縁部のうちどこにも接続されていない開放縁部21aよりも底部20a側、かつ、底部20aよりも開放縁部21a側に位置している。すなわち、仕切壁30はその両側に、凹部20内の領域を隔離するが、隔離された2つの領域は、開放縁部30aの上側で連通している。
As shown in FIG. 3, a plurality of
次に、この発明の実施の形態に係るグラビアロールを含む塗装装置の動作について説明する。
図1に示されるように、グラビアロール5が矢印Aの方向に回転すると、凹部20内に塗料2が入り込み、凹部20からあふれた塗料2はドクターブレード6a,6bによって貯留室3内に掻き落とされることで、適量の塗料2が凹部20内に保持される。グラビアロール5の回転と共に、これと接するアプリケーターロール11も回転する。グラビアロール5とアプリケーターロール11とは接しているので、凹部20内の塗料2がアプリケーターロール11の表面11a上に転写される。アプリケーターロール11の回転と共にバックアップロール12も回転し、これらの間で挟まれながら搬送された鋼板13の表面に、アプリケーターロール11の表面11a上の塗料2が塗布される。
Next, operation | movement of the coating device containing the gravure roll which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.
As shown in FIG. 1, when the
図5に示されるように、グラビアロール5が矢印Aの方向に回転すると、凹部20に入り込んだ塗料は凹部20に沿ってグラビアロール5の回転方向とは逆方向に(矢印Bの方向に)流れるようになる。しかしながら、凹部20内には仕切壁30が設けられているので、仕切壁30によって塗料の流れが止まる。これにより、塗料は凹部20を流れ続けて、ドクターブレード6a(図1参照)とグラビアロール5の表面5aとの間を通り抜けることはなく、その結果、塗料の液ダレを防ぐことができる。
As shown in FIG. 5, when the
ここで、隣り合う2つの仕切壁30,30間の領域で凹部20内の塗料が完全に保持されてしまうとしたら、凹部20は、細長い閉鎖型セルの形状の凹部が螺旋状に並んだものとなってしまうので、従来技術で明らかなように、鋼板13(図1参照)に塗料2を塗布する際に外観不良が生じてしまう。しかしながら、この実施の形態では、図4に示されるように、仕切壁30によって隔離された凹部20内の2つの領域は開放縁部30aの上側で連通しているので、凹部20内の塗料の一部は、仕切壁30に遮られることなく、仕切壁30の開放縁部30aを通り越すようにして凹部20内を流れることができる。その結果、アプリケーターロール11の表面11a(図1参照)と接する部分においては、塗料は仕切壁30に遮られることなく凹部20内を流れることになるので、アプリケーターロール11の表面11aへの塗料の転写の観点では、グラビアロール5の凹部20は斜線型の凹部であると言える。したがって、鋼板13に塗料2を塗布する際に外観不良が生じることを防ぐことができる。
Here, if the paint in the
このように、グラビアロール5の一方の端部5bから他方の端部5cに向かって螺旋状に延びる凹部20内に、凹部20の延びる方向に対向するように複数の仕切壁30が間隔をあけて設けられ、仕切壁30の縁部は、凹部20の底部20aと、凹部20を画定する凹部壁21の側面21bとに接続されていることにより、塗料の凹部20内での流れが仕切壁30によって妨げられるので、グラビアロール5が回転した時に塗料の漏れを防止することができる。また、底部20a及び凹部壁21の側面21bに接続されていない仕切壁30の縁部である開放縁部30aは、凹部20の深さ方向に関して、凹部壁21の縁部のうちどこにも接続されていない開放縁部21aよりも底部20a側、かつ、底部20aよりも凹部壁21の開放縁部21a側に位置することにより、塗料の一部が仕切壁30の開放縁部30aを通り越して凹部20内を流れることができるので、高粘度の塗料を鋼板13の表面に塗布する際に外観不良が生じるのを防ぐことができる。
In this way, the plurality of
この実施の形態では、仕切壁30の開放縁部30aの全体が、凹部20の深さ方向に関して、凹部20の底部20aと凹部壁21の開放縁部21aとの間で同じ位置にあるが、この形態に限定するものではない。例えば、図6に示されるように、凹部20を画定する一対の凹部壁21の一方の開放縁部21aから他方の凹部壁21の側面21bまで一定の傾斜で開放縁部30aが延びるような仕切壁30であってもよい。図6の変形例では、仕切壁30の開放縁部30aは、一端から他端に向かって一定の傾斜で延びているが、湾曲するように延びていてもよく、規則的又は不規則な形状を有しながら延びていてもよい。さらに例えば、図7に示されるように、一対の凹部壁21の開放縁部21aのそれぞれから、一対の凹部壁21間の中央位置まで底部20a側に一定の傾斜で開放縁部30aが延びるような仕切壁30であってもよい。図7の変形例でも、仕切壁30の開放縁部30aは、各凹部壁21の開放縁部21aのそれぞれから、一対の凹部壁21間の中央位置まで底部20a側に一定の傾斜で延びているが、湾曲するように延びていてもよく、規則的又は不規則な形状を有しながら延びていてもよい。また、各凹部壁21の開放縁部21aから延びる開放縁部30aそれぞれの端部が接続される位置は、一対の凹部壁21間の中央位置ではなく、どちらか一方の凹部壁21側に偏っていてもよい。すなわち、開放縁部30aのうち、凹部20の深さ方向に関して最も底部20a側に位置する部分30bが、凹部20の深さ方向に関して底部20aと開放縁部21aとの間に位置するとともに、開放縁部30aの残りの部分(部分30b以外の部分)が凹部20の深さ方向に関して、部分30bと同じ位置する(これは、図4に示された実施の形態に該当する)、又は、部分30bよりも開放縁部21a側に位置するような仕切壁30であればよい。
In this embodiment, the entire
ただし、仕切壁30の両側に隔離された凹部20内の領域を連通する、仕切壁30の開放縁部30aの上側の部分の大きさが大きすぎると、開放縁部30aを通り越して凹部20内を流れる塗料の量が多くなってしまい、サイドシール19とグラビアロール5の表面5aとの間を塗料が通り抜けて漏れてしまう可能性がある。一方、仕切壁30の開放縁部30aの上側の部分の大きさが小さすぎると、開放縁部30aを通り越して凹部20内を流れる塗料の量が少なくなってしまい、鋼板13に塗料を塗布する際に外観不良が生じる可能性がある。このため、図4に示されるように、グラビアロール5の表面5a、すなわち開放縁部21aをつないで形成される仮想面Pから凹部20の底部20aまでの距離に対する仮想面Pから仕切壁30の開放縁部30a(図6及び7に示される凹部20の場合は、最も底部20a側に位置する部分30b)までの距離の比Rを1/10〜7/10とすることで、塗料の液ダレを防止できるとともに外観不良の発生を抑えることができる。
However, if the size of the upper part of the
この実施の形態では、貯留室3内に貯留される液体成分は塗料2であったが、これに限定するものではなく、特許文献1のようなインクや、接着剤等であってもよい。すなわち、液体状(ペースト状も含む)の物質であればどのようなものであってもよい。
In this embodiment, the liquid component stored in the
<グラビアロールの製造>
直径160mm、幅450mmの鉄芯を製造し、サンドブラスト加工により密着性を高めた。次に、プラズマ溶射によって、セラミックス層(酸化クロム)を、約0.5mmの厚さで被覆した。さらに、ダイヤモンド砥石によってセラミックス層を研磨し、ロール表面を、外径の幅バラツキが±0.05mm以下となる鏡面状態に仕上げた。レーザー彫刻は、コンピューター制御されたYAGレーザー彫刻機を用いて、各セル容積、各パターンになるように彫刻した。最終仕上げとして、ロール表面を最終研磨(ポリッシィング)仕上げを行い、セル容積を調整した。セル容積の測定のために、ロール表面を超音波洗浄した後、3D形状測定を実施した。このようにして製造した実施例1〜12のグラビアロールの仕様を、以下の表1に示し、比較例1〜9のグラビアロールとの仕様を、以下の表2に示す。
<Manufacture of gravure roll>
An iron core having a diameter of 160 mm and a width of 450 mm was manufactured, and the adhesion was improved by sandblasting. Next, the ceramic layer (chromium oxide) was coated with a thickness of about 0.5 mm by plasma spraying. Further, the ceramic layer was polished with a diamond grindstone, and the roll surface was finished in a mirror state where the outer diameter width variation was ± 0.05 mm or less. Laser engraving was carried out using a computer-controlled YAG laser engraving machine so as to have each cell volume and each pattern. As the final finish, the roll surface was subjected to final polishing (polishing) finish to adjust the cell volume. In order to measure the cell volume, the roll surface was ultrasonically cleaned, and then 3D shape measurement was performed. The specifications of the gravure rolls of Examples 1 to 12 thus manufactured are shown in Table 1 below, and the specifications of the gravure rolls of Comparative Examples 1 to 9 are shown in Table 2 below.
<塗装動作及び条件>
図1に示される塗装装置10を用いて、以下の条件で鋼板13に塗料2を塗布した。塗料2は、温度25℃で粘度(#4フォードカップ)180sのポリエステル系塗料であり、鋼板13は、0.2mmの厚さ及び300mmの幅を有し、脱脂・化成処理済みのステンレス鋼板であった。実施の形態で説明した塗装装置10の動作に従って、ドクターチャンバー4の貯留室3内に貯留された上記塗料2をグラビアロール5の凹部20内に供給した後、凹部20内の塗料2をアプリケーターロール11の表面11a上に転写した。このとき、グラビアロール5及びアプリケーターロール11それぞれの周速は60m/分であった。次に、アプリケーターロール11の回転と共にバックアップロール12も回転させ、これらの間に挟まれながら搬送された鋼板13の表面に、アプリケーターロール11の表面11a上の塗料2を塗布した。このとき、鋼板13の搬送速度は40m/分であった。
<Coating operation and conditions>
The
<評価>
上記塗装動作において、ドクターチャンバー4の貯留室3内に貯留された塗料2をグラビアロール5の凹部20内に供給する際に、ドクターブレード6aとグラビアロール5の表面5aとの間から塗料2の液ダレが発生するか否かを評価し、さらに、鋼板13の塗装された表面の外観の評価として、グラビアロール5の彫刻線が焼き付け後の塗膜に残っているか否かを評価した。各実施例及び各比較例について、それらの評価結果を表1及び2に示す。評価結果については、液ダレがあったものを「あり」、なかったものを「なし」と表記した。一方、外観については、彫刻線が残ったものを「不良」、残っていなかったものを「良好」と表記した。実施例1〜12の結果から、仕切壁30が図4、6及び7のいずれの形態であっても、比Rが1/10〜7/10の範囲であれば、塗料2の液ダレは発生せず、塗装された鋼板13の表面の外観も良好であった。一方で、比較例1〜9の結果から、比Rが当該範囲外であると、液ダレの発生又は塗装された鋼板13の表面の外観不良のいずれか一方が生じることが分かった。
<Evaluation>
In the coating operation, when the
本実施例の結果から、比Rを1/10〜7/10とすることで、塗料の液ダレを防止できるとともに外観不良の発生を抑えられることが証明された。 From the result of the present example, it was proved that the ratio R of 1/10 to 7/10 can prevent the liquid from dripping and suppress the appearance failure.
5 グラビアロール、5a (グラビアロールの)表面、20 凹部、20a (凹部の)底部、21 凹部壁、21a (凹部壁の)開放縁部、21b (凹部壁の)側面、30 仕切壁、30a (仕切壁の)開放縁部、30b (開放縁部の)部分(一部分)。 5 gravure roll, 5a surface (of gravure roll), 20 recess, 20a bottom of recess, 21 recess wall, 21a open edge of recess wall, 21b side of recess wall, 30 partition wall, 30a Open edge (partition wall), 30b (open edge) part (part).
Claims (1)
前記凹部は、前記グラビアロールの一方の端部から他方の端部に向かって螺旋状に延び、
前記凹部内には、前記凹部の延びる方向に対向するように複数の仕切壁が間隔をあけて設けられており、
前記仕切壁の縁部は、前記凹部の底部と、前記凹部を画定する凹部壁の側面とに接続されており、前記底部及び前記凹部壁に接続されていない縁部である開放縁部の少なくとも一部分は、前記凹部の深さ方向に関して、前記凹部壁の縁部のうちどこにも接続されていない開放縁部よりも前記底部側、かつ、前記底部よりも前記凹部壁の前記開放縁部側に位置し、前記仕切壁の前記開放縁部の残りの部分は、前記凹部の深さ方向に関して、前記一部分と同じ位置に位置するか、又は、前記一部分よりも前記凹部壁の前記開放縁部側に位置し、
前記グラビアロールの前記表面から前記凹部の前記底部までの距離に対する前記グラビアロールの前記表面から前記一部分までの距離の比が1/10〜7/10である、グラビアロール。 A gravure roll having a recess formed on the surface,
The recess extends spirally from one end of the gravure roll toward the other end,
In the recess, a plurality of partition walls are provided at intervals so as to face each other in the extending direction of the recess,
An edge of the partition wall is connected to a bottom of the recess and a side surface of the recess wall that defines the recess, and at least an open edge that is an edge not connected to the bottom and the recess wall. A part of the depth direction of the recess is closer to the bottom side than the open edge that is not connected to any of the edges of the recess wall, and closer to the open edge side of the recess wall than the bottom. And the remaining portion of the open edge of the partition wall is located at the same position as the portion with respect to the depth direction of the recess, or is closer to the open edge of the recess wall than the portion. Located in
The gravure roll whose ratio of the distance from the said surface of the said gravure roll to the said part with respect to the distance from the said surface of the said gravure roll to the said bottom part of the said recessed part is 1/10-7/10.
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