JP3447765B2 - 圧縮ローラとその製造方法 - Google Patents

圧縮ローラとその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な圧縮ローラとそ
の製造方法に関し、特に、印刷業の分野で有用な新規な
圧縮ローラとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、今日の印刷業の分野で使用され
るこの種のローラは、金属製のローラコアに硬度が異な
る固形ゴムあるいは固形プラスチックカバーを被せた構
造となっている。また、大部分の印刷作業において、印
刷ローラは、通常鋼製のローラなどの他のローラととも
に用いられているのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記固形ゴムあるいは
固形プラスチックが覆われたローラは、いずれも弾性を
有するものの、圧縮性を有しない。したがって、こうし
たローラに圧力が付与されると、ローラに対する実質的
な体積の変化がない状態で、変形あるいは歪みが生じる
ために、結果的に、ゴムまたはプラスチックは圧力の作
用する点が様々な方向に移動することになる。
【０００４】また、鋼製のローラを介して固形ゴムある
いは固形プラスチックカバーを有する印刷ローラに圧力
が付与されると、カバーの非圧縮性によって、ロール間
隙部に波紋や膨らみが形成されるとともに、印刷ローラ
の外周形状が変化する。しかも、印刷される印字面が変
形するばかりでなく、印刷ローラの外周形状が変化する
ことによって、印刷ローラにおける速度の変化を生じ得
る。そして、この印刷ローラの速度変化が、印刷ローラ
の早期破損や、静電気またはその他の好ましくない要因
の発生原因となり得る発熱性を生じる。このような状況
から、印刷業の分野において用いられる安価な、かつ、
圧縮性を有するローラが必要とされていた。
【０００５】そこで本発明は、上記各問題点を解決し
て、発泡層から外側層へのガスの噴出が封止コーティン
グにより封止されると共に、封止コーティングと外側層
との間で申し分のない結合部を形成することができ、し
かも外からの圧力が付与されなくなったときに、直ぐに
元来の実質的な厚さに戻ることのできる安価な圧縮ロー
ラを開示することを目的とするものである。
【０００６】また本発明は、発泡層から外側層へのガス
の噴出が封止コーティングにより封止されると共に、封
止コーティングと外側層との間で申し分のない結合部を
形成することができ、しかも安価で有用な圧縮ローラの
製造方法を開示することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明における新規な圧
縮ローラは、剛性を有するコアと、このコアに固着する
圧縮発泡層と、前記発泡層の露出表面を封止するため
に、この発泡層に形成されるエラストマー材料封止コー
ティングとからなる圧縮ローラにおいて、前記エラスト
マー材料封止コーティングは前記発泡層と機械的に結合
する常温加硫エラストマーであり、外側層と封止コーテ
ィングとの間に結合部を形成するために、前記封止コー
ティングが粘りのある状態の間に、この封止コーティン
グよりも大きな厚さに、エラストマー材料からなる外側
層がこの封止コーティングに塗布され、さらに前記封止
コーティングは、外側層を塗布する際に前記発泡層から
外側層へのガスの噴出を防ぐように構成される。
【０００８】この場合、発泡層の外側に形成される封止
コーティングが、発泡層と機械的に結合する常温加硫エ
ラストマーからなり、しかも封止コーティングが粘りの
ある状態の間に、この封止コーティングよりも大きな厚
さで、封止コーティングに外側層が塗布される。そのた
め、外側層を塗布する際に、発泡層から外側層へのガス
の噴出が封止コーティングにより封止されると共に、粘
りを残した状態にある封止コーティングにより、封止コ
ーティングと外側層との間で申し分のない結合部を形成
することが可能になる。
【０００９】また、本発明における新規な圧縮ローラの
製造方法は、（ａ）剛性を有する印刷ローラコアに圧縮
発泡層を接着剤で接着し、（ｂ）前記接着剤を硬化さ
せ、（ｃ）前記発泡層を所望の真円度および滑らかさに
削り、（ｄ）この発泡層の露出表面に封止コーティング
を塗布すると共に、前記封止コーティングは常温加硫エ
ラストマー材料であり、さらに（ｅ）粘りのある状態を
残して前記封止コーティングを硬化させ、（ｆ）前記封
止コーティングが粘りのある状態の間に、この封止コー
ティングよりも大きな厚さに、常温加硫エラストマー材
料からなるエラストマー材料からなる外側層を塗布し、
（ｇ）外側層と封止コーティングとの間の結合部を形成
するのに前記外側層を硬化させる一方で、発泡層から外
側層へのガスの噴出を防ぎ、（ｈ）前記外部層の余分な
厚みを削り取ることを特徴とする。
【００１０】この場合、好ましくは鋼製の剛体ローラコ
アの外側に接着剤を供給し、ローラコアの周囲を発泡層
で包み、この発泡層を圧縮するのに前記発泡層および前
記ローラコアの周囲をテープで包んで良好なる接着を確
保し、前記ローラコアと前記発泡層とを結合するのに必
要ならば加熱して前記接着剤を硬化させる。その後、前
記テープは取り外され発泡層は所望の真円度および滑ら
かさに削られる。次いで、発泡層の外側面は露出孔に侵
入する液体エラストマーからなる薄層コーティングで覆
われる。このエラストマーは硬化して、発泡層と機械的
に結合される封止部を形成し、これによって、発泡層の
内部からガスが噴出し、外側の印刷層の素材に空所が生
じることを防ぐ。硬化したエラストマー封止部は化学的
な粘性を多少残しており、これが、外側の接着層と結合
する反応部を有するものとなる。その後、その外側層が
所望の厚さに達するまで前記ローラコアを回転させなが
ら、エラストマーからなる一層あるいは多層のリボンコ
ーティングを前記化学的な粘性が残る封止部の上部に塗
布することで、外側の接着層が形成される。この段階
で、外側層は最終的に望ましい厚さよりも厚くなる。こ
うして組み立てられたローラは、流体が各層の終端に侵
入しないようにその終端が封止され、常温で硬化され
る。そして、円筒形状で所望の滑面を有するローラとな
るように、その外側層が所望の厚さに削られる。
【００１１】つまり、常温加硫エラストマー材料からな
る封止コーティングを発泡層の露出表面に塗布して硬化
させると共に、封止コーテイングが粘りのある状態の間
に、封止コーティングよりも大きな厚さで、封止コーテ
ィングに外側層が塗布される。そのため、外側層を塗布
する際に、発泡層から外側層へのガスの噴出が封止コー
ティングにより封止されると共に、粘りを残した状態に
ある封止コーティングを利用することで、封止コーティ
ングと外側層との間で申し分のない結合部を形成するこ
とが可能になる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の各実施例を添付図面を参照し
て説明する。図１および図２は本発明の好ましい実施様
態を示し、同図において、ローラ10は剛性を有するロー
ラコア11と、中間の発泡層12と、外側の印刷層13とによ
り構成される。このローラ10は、金属製のコアに発泡層
を接着することによって形成されるのが好ましく、この
発泡層を圧縮するために図示しないナイロン製テープで
発泡層12を包んだ後、発泡本体を加熱および硬化するこ
とで得られる。その後、前記ナイロン製テープは取り外
され、発泡層12は所望の厚さ，丸さ，滑らかさに形成さ
れる。次いで、液体常温加硫（ＲＴＶ）エラストマーに
よるコーティングが、前記発泡層12上に施される。この
エラストマーは発泡層12と機械的に結合するために、発
泡層12の露出孔内に侵入するとともに、図３に示すよう
に、発泡層12内からのガスが後で噴出して、外側の印刷
層13に達することを防止する封止部14を形成する。その
後、外側の印刷層13は、相容性の液体常温加硫エラスト
マーである多層リボンコーティングを塗布することによ
って、その外側層が最終的に望ましい厚さよりも厚くな
るように、封止部14上に形成される。発泡層12と外側層
13との露出終端は、その後エラストマーで封止され、流
体が各層に侵入するのを防止する。さらに、組み立てら
れたローラ10は常温で硬化する。こうして、印刷層13が
所望の厚さ，丸さ，滑らかさを得られるように、ローラ
10の外側層が形成される。
【００１３】ローラコア11は便宜的に鋼製であることが
好ましい。しかしながら、ローラコア11は、印刷ローラ
のコアとして望ましい剛性と、他の機能的な特性を備え
ていれば、ガラス繊維材のような他の材質により形成さ
れても構わない。また、中間の発泡層12は、ＡＳＴＭ
（アメリカ材料試験協会）のＤ１０５６による測定に基
づき、約０．１１乃至０．１９ＭＰａ（約１６乃至２８
ＰＳＩ）の圧縮率を有する独立気泡ポリ塩化ビニル、あ
るいはニトリルゴムスポンジであることが好ましく、こ
れらはチューブ状のもので入手することができる。前述
の好ましい発泡材料に加えて、他に好適なる発泡材料の
種類としては、望ましい圧縮性と、溶剤に対する抵抗性
とを有し、かつ、使用条件下において前記中間の発泡層
12に匹敵するような化学製品が用いられ得る。この発泡
層12をローラコア11に接着するのに使用される接着剤
は、その目的に応じた適切なものが用いられ得る。つま
り、発泡層12がポリ塩化ビニル／ニトリルゴムからな
り、かつ、ローラコア11が鋼製である場合には、エポキ
シ接着剤が好適である。
【００１４】封止部14を形成するエラストマーは、前記
発泡層12の露出孔に侵入可能な約１０００乃至２０００
ｍＰａ・ｓ（ｃｐｓ）の粘性を有する常温加硫ポリウレ
タンであることが好ましい。３７．７８乃至６５．５６
℃（１００乃至１５０°Ｆ）の材料温度により、エラス
トマーは硬化して１．５乃至５分の間に自然にその流動
を終え、こうして、図３に示すような封止部14と接着層
12との間に強固な機械的結合が形成され、この化学的な
粘りが残る封止部14が、発泡層12からガスが噴出し、か
つ、ガスが外側の印刷層13に好ましくなく許容し難い空
所として侵入することを防止する。
【００１５】さらに、この封止部14を形成するエラスト
マーは、分子量２０００の線状ポリエステルジオール混
合物が約１００、トリメチロールプロパンなどの三官能
架橋が約３．０、ジフェニルメチルジイソシアネート類
からなるイソシアネートが約５２．５の割合で構成され
た末端に水酸基を有するポリエステル樹脂から調製され
得るポリウレタンが好ましい。エラストマーは、触媒や
安定剤、または色素添加剤をも含有し、例えば、有機金
属あるいはアミンからなる触媒を約０．０４乃至０．０
６の割合で含んでいる。
【００１６】一方、外側の印刷層13を形成するエラスト
マーは、前記封止部14のエラストマーといわゆる相容性
を有する。すなわち、この相容性によって、外側層のエ
ラストマーは、化学的な粘りが残る硬化した封止部14と
ともに、機械的あるいは化学的に申し分のない結合を形
成するが、特に、同一の液体常温加硫ポリウレタンが封
止部14として用いられることが好ましい。厚さ約０．７
６２乃至約２．２８６ミリメートル（約０．０３０乃至
約０．０９０インチ）、好ましくは１．５２４ミリメー
トル（０．０６０インチ）程度の印刷層13、および封止
部14とを用いて、これらを完全に硬化させた場合、好ま
しいエラストマーは、ＡＳＴＭの２２４０による測定
で、デュアロメータでショアＡ硬度が約５０乃至約７
０、好ましくはショアＡ硬度が約６０乃至６５の硬さを
有するものとなる。そして、望ましい特性を有し、か
つ、デュアロメータでショアＡ硬度が約３０乃至８０の
印刷層13となる他のウレタンおよびエラストマーが、前
記封止部14のエラストマーと相容性をなして用いられ得
る。
【００１７】次に、本発明における実例をさらに詳述す
る。実例１として、ローラコア11に発泡層12を装着する
までの過程を説明する。先ず、長さ約１．２７メートル
（約５０インチ）の鋼製のローラコア本体から、全ての
グリース，オイルおよび他の物質を取り除く。次に、予
めメチルエチルケトンによりその内部が清掃された独立
気泡塩化ポリビニル（ＰＶＣ）／ニトリル発泡チューブ
が、エポキシ接着剤によってローラコア本体に結合され
る。このエポキシ接着剤は、ローラコア本体および発泡
チューブの内径部にそれぞれ用いられる。その後、厚さ
約２２．２３ミリメートル（約０．８７５インチ）の発
泡チューブは空気圧によって膨脹し、ローラコア本体上
を滑動する。
【００１８】前記発泡およびコア本体の外周上には、そ
の一方終端から他方終端に幅２インチのナイロン製テー
プで包まれる。これによって、ロールコア本体と発泡チ
ューブの内径部間における全ての空気が確実に取り除か
れる。その後、前記エポキシ接着剤を常温で少なくとも
約８時間硬化させる。そして、エポキシ接着剤が硬化し
た後にテープを取り外し、発泡チューブに対するストレ
スを和らげるために、発泡およびコア本体を約２時間、
３７．７８乃至９３．３３℃（１００乃至２００°Ｆ）
の炉内に移す。こうして発泡チューブに対するストレス
が和らぐと、発泡およびコア本体はグラインダーに移さ
れ、望ましいローラの最終寸法となるように、発泡チュ
ーブが０．１２７乃至５．０８ミリメートル（０．００
５乃至０．２００インチ）削られる。
【００１９】引き続き実例２において、封止部と外側層
とに対するＲＴＶウレタンの調製に関し説明する。ポリ
ウレタン樹脂混合物は、その割合が１００の末端に水酸
基を有するポリオール混合物および架橋からなるポリエ
ステルマスターバッチと、加水安定剤および顔料とを含
んでおり、有機金属あるいはアミンからなる触媒に作用
して、ジフェニルエタンジイソシアネート混合物と反応
する。封止部と外側の印刷層に対する好ましい材料は、
分子量２０００のアジピン酸ジエチレングリコール樹脂
が１００、特にＴＭＰ（トリメチロールプロパン）から
なる三官能架橋が３．５、加水安定剤が１．２５、顔料
が０．２５、触媒としてのアミンが０．０６２５乃至
０．０７５の割合で構成される。その後、この混合物
は、同様に分子量２０００のアジピン酸ジエチレングリ
コール樹脂が１００、純粋あるいは変性のジフェニルエ
タンジイソシアネートが１０５乃至１５０の割合で調製
される化学量論的総数（約５０乃至６２の割合）のイソ
シアネート付加体と反応する。こうして得られた混合物
は、約１０００乃至２０００ｍＰａ・ｓ（ｃｐｓ）の粘
性を有するとともに、３７．７８乃至６５．５６℃（１
００乃至１５０°Ｆ）で硬化して、１．５乃至５分の間
に自然にその流動を終える。
【００２０】実例３では、封止部と外側の印刷層との結
合に関し説明する。実例１において示されたコアと発泡
チューブにより構成される若干小型のローラに、実例２
により直前に混合されたポリウレタン樹脂からなるシー
ルコーティングを、コアの略中心線軸を３乃至３５ＲＰ
Ｍで回転させることによって被せる。これは、図４およ
び図５にて示される混合計量装置15を用いて、ウレタン
を発泡層に塗布することで達成される。先ず、前記シー
ルコーティングが塗布されると、７分間に侵入して硬化
し、発泡層に対し機械的に結合される封止部14が形成さ
れる。その後、封止部14に化学的な粘りが残り、この封
止部14が印刷層13をなすウレタンに結合される反応部を
有する状態で、外側の印刷層13を封止部14の上部に塗布
する。同様にポリウレタン樹脂と混合計量装置15とを用
い、前記ローラの回転中において、調合ヘッド16をロー
ラの中心線軸と交差するように通過させながら、ポリウ
レタン樹脂を塗布する。この混合計量装置15の横断距離
は、装置より外部に流出する液状ポリウレタンの流れに
対し、通常２５乃至７５％となる。（例えば、流れの幅
が２．５４０ミリメートル（０．１００インチ）の場
合、混合計量装置15の横断距離は０．６３５乃至１．９
０５ミリメートル（０．０２５乃至０．０７５インチ）
となる。）そして、混合計量装置15が前記中心線軸の下
方に横断する間、コア／発泡／封止部が回転すること
で、均一なる外部コーティングが形成される。この外部
コーティングは、ローラを常温で最大７日間据え付けて
おくことによって硬化し、もし、所望ならば、硬化炉を
用いることによって硬化時間を早めることができる。そ
の後、硬化した外部コーティングは、様々な形状の印刷
層13を形成するのに削られる。
【００２１】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、多くの変更を本発明の精神および範囲にそ
むくことなく実行できることは、当業者にとって理解さ
れよう。それゆえ、本発明はその特許請求の範囲によっ
てのみ定められるものである。例えば、前述の実例２に
おいて、被装物としての基本的な性質から逸脱するもの
でなければ、ポリエステル樹脂と、三官能架橋と、ジフ
ェニルエタンジイソシアネート類あるいは他のイソシア
ネートとによる広範囲の組み合わせが利用され得る。ま
た、本発明における圧縮ローラは、特に印刷ローラとし
て好適であるが、その軽量性と衝撃吸収性とにより、印
刷装置における他のインク移送部あるいは配給ローラの
代わりとして用いることも可能である。
【００２２】
【発明の効果】本発明は、剛性を有するコアと、このコ
アに固着する圧縮発泡層と、前記発泡層の露出表面を封
止するために、この発泡層に形成されるエラストマー材
料封止コーティングとからなる圧縮ローラにおいて、前
記エラストマー材料封止コーティングは前記発泡層と機
械的に結合する常温加硫エラストマーであり、外側層と
封止コーティングとの間に結合部を形成するために、前
記封止コーティングが粘りのある状態の間に、この封止
コーティングよりも大きな厚さに、エラストマー材料か
らなる外側層がこの封止コーティングに塗布され、さら
に前記封止コーティングは、外側層を塗布する際に前記
発泡層から外側層へのガスの噴出を防ぐように構成さ
れ、発泡層から外側層へのガスの噴出が封止コーティン
グにより封止されると共に、封止コーティングと外側層
との間で申し分のない結合部を形成することができ、し
かも外からの圧力が付与されなくなったときに、直ぐに
元来の実質的な厚さに戻ることができる安価な圧縮ロー
ラを提供できる。
【００２３】また、本発明は、（ａ）剛性を有する印刷
ローラコアに圧縮発泡層を接着剤で接着し、（ｂ）前記
接着剤を硬化させ、（ｃ）前記発泡層を所望の真円度お
よび滑らかさに削り、（ｄ）この発泡層の露出表面に封
止コーティングを塗布すると共に、前記封止コーティン
グは常温加硫エラストマー材料であり、さらに（ｅ）粘
りのある状態を残して前記封止コーティングを硬化さ
せ、（ｆ）前記封止コーティングが粘りのある状態の間
に、この封止コーティングよりも大きな厚さに、常温加
硫エラストマー材料からなるエラストマー材料からなる
外側層を塗布し、（ｇ）外側層と封止コーティングとの
間の結合部を形成するのに前記外側層を硬化させる一方
で、発泡層から外側層へのガスの噴出を防ぎ、（ｈ）前
記外部層の余分な厚みを削り取るものであり、発泡層か
ら外側層へのガスの噴出が封止コーティングにより封止
されると共に、封止コーティングと外側層との間で申し
分のない結合部を形成することができ、しかも安価で有
用な圧縮ローラの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるローラの部分断面立面図であ
る。
【図２】同上図１の２−２線断面図である。
【図３】同上封止部および発泡層の接触面を示す拡大図
である。
【図４】同上図１におけるローラを形成する際の外側層
を示す説明図である。
【図５】同上図４の５−５線断面図である。
【符号の説明】
11 ローラコア（コア） 12 発泡層（圧縮発泡層） 13 印刷層（外側層） 14 封止部（封止コーティング）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−16618（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16C 13/00 B41N 10/04

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 剛性を有するコア（11）と、このコアに
    固着する圧縮発泡層（12）と、前記発泡層の露出表面を
    封止するために、この発泡層に形成されるエラストマー
    材料封止コーティング（14）とからなる圧縮ローラにお
    いて、前記エラストマー材料封止コーティング（14）は
    前記発泡層（12）と機械的に結合する常温加硫エラスト
    マーであり、外側層（13）と封止コーティング（14）と
    の間に結合部を形成するために、前記封止コーティング
    が粘りのある状態の間に、この封止コーティング（14）
    よりも大きな厚さに、エラストマー材料からなる外側層
    （13）がこの封止コーティングに塗布され、さらに前記
    封止コーティング（14）は、外側層（13）を塗布する際
    に前記発泡層（12）から外側層（13）へのガスの噴出を
    防ぐものであることを特徴とする圧縮ローラ。
  2. 【請求項２】 前記外側層（13）が０．７６２ミリメー
    トル乃至２．２８６ミリメートル（０．０３０インチ乃
    至０．０９０インチ）の厚さで塗布されるものであるこ
    とを特徴とする請求項１に記載の圧縮ローラ。
  3. 【請求項３】 選択されたエラストマー材料が前記外側
    層（13）と封止コーティング（14）の両方に用いられる
    ことを特徴とする請求項１に記載の圧縮ローラ。
  4. 【請求項４】 前記選択されたエラストマー材料がウレ
    タンであることを特徴とする請求項３に記載の圧縮ロー
    ラ。
  5. 【請求項５】 前記発泡層（12）は封止される露出終端
    を有することを特徴とする請求項１に記載の圧縮ロー
    ラ。
  6. 【請求項６】 前記圧縮ローラ（10）は印刷ローラであ
    り、前記外側層（13）は印刷層であることを特徴とする
    請求項１に記載の圧縮ローラ。
  7. 【請求項７】 前記発泡層がニトリルゴムからなること
    を特徴とする請求項１に記載の圧縮ローラ。
  8. 【請求項８】 （ａ）剛性を有する印刷ローラコア（1
    1）に圧縮発泡層（12）を接着剤で接着し、（ｂ）前記
    接着剤を硬化させ、（ｃ）前記発泡層（12）を所望の真
    円度および滑らかさに削り、（ｄ）この発泡層の露出表
    面に封止コーティング（14）を塗布すると共に、前記封
    止コーティング（14）は常温加硫エラストマー材料であ
    り、さらに（ｅ）粘りのある状態を残して前記封止コー
    ティングを硬化させ、（ｆ）前記封止コーティング（1
    4）が粘りのある状態の間に、この封止コーティング（1
    4）よりも大きな厚さに、常温加硫エラストマー材料か
    らなるエラストマー材料からなる外側層（13）を塗布
    し、（ｇ）外側層（13）と封止コーティング（14）との
    間の結合部を形成するのに前記外側層を硬化させる一方
    で、発泡層（12）から外側層（13）へのガスの噴出を防
    ぎ、（ｈ）前記外部層の余分な厚みを削り取ることを特
    徴とする圧縮ローラの製造方法。
  9. 【請求項９】 封止コーティング（14）で封止される発
    泡層は、圧縮ローラの両端部にて封止される露出終端面
    を有することを特徴とする請求項８に記載の圧縮ローラ
    の製造方法。
  10. 【請求項１０】 圧縮ローラ（10）が印刷ローラである
    ことを特徴とする請求項８に記載の圧縮ローラの製造方
    法。
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