JP4849334B2 - 凹版印刷機用ワイピングローラ - Google Patents

Description

本発明は、凹版印刷機に用いられるワイピングローラに関し、特に印刷適性及び成形加工性に優れるワイピングローラに関するものである。

凹版印刷機用ワイピングローラとしては、軸体である金属芯の上層にアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）を被覆し、その上層に軟質ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を被覆した樹脂ローラが用いられている。これらのローラは、凹版版胴に装着された凹版版面と圧接しており、凹版版面上の余剰インキを拭き取る際に発生する摩擦熱により表面硬度が低下し磨耗する。この磨耗は、版面の画線形状に影響を受け、不均一に発生することから時間の経過とともに安定した余剰インキの拭き取りができなくなり、印刷トラブルを発生させる。

凹版印刷機用ワイピングローラの代替材料として、磨耗を改善するため、ローラ材質にウレタンを用いる方法がある。この場合、ポリ塩化ビニル樹脂材（ＰＶＣ）に一定量のウレタンをブレンドさせ、ローラ軸芯に塗布および焼成を行って樹脂層を形成させるものであるが、上記ワイピングローラに関しては含有されるウレタンによって、僅かばかり印刷特性は向上するが、ローラ基材がＰＶＣであることから、従来のワイピングローラの場合と同様に磨耗を生じ、時間の経過とともにローラ上にインキが完全に拭い取れず、僅かに残ったインキが印刷物に付着する「拭き残り」と称される印刷障害や、汚れた洗浄液が印刷物に付着する「溶剤汚れ」と称される印刷障害を発生させる。

また、ＰＶＣペースト化樹脂に金属酸化物を添加したワイピングローラにおいて、従来のワイピングローラで得られなかったインキ掻き取り性、耐久性を改善するものがある。しかし、近年において、凹版印刷を取り巻く環境としては高速印刷（例えば、１２０ｍ／分）が主流であり、ローラの磨耗は顕著に発生し、耐久性としては用紙６０，０００ｍ程度印刷を行うと、ワイピングローラ表面を凹凸化させ、印刷障害を引き起こしていた。作業者はこの印刷障害を未然に抑制するため、頻繁なるローラ交換を行わなければならず、このことが作業性を悪化させていた。これらの問題を勘案した凹版印刷機用ワイピングローラとして、ローラ作製における成形加工性に優れ、作製価格が低廉化でき、かつ効果的な余剰インキの拭き取り及び延命使用が可能であるワイピングローラが強く求められている。

凹版印刷機用のワイピングローラとしては、表面層に少なくとも二層のウレタン被覆層を有する構成の凹版印刷機用のワイピングローラ、ウレタン被覆層の最上層ウレタンの硬さはＪＩＳ−Ａ硬さの８５°以上９７°以下であることを特徴とする凹版印刷機用ワイピングローラ、ウレタン被覆層の圧縮弾性率が９〜２８ＭＰａであることを特徴とする凹版印刷機用ワイピングローラの構成がある（例えば、特許文献１参照）。

また、ワイピングローラの諸材料であるＰＶＣペースト化樹脂、可塑剤、金属酸化物を秤量、攪拌、練合、脱泡をした後、下地上に薄膜状に塗布作業及び加熱反応を繰り返し、最後に研磨を行いワイピングローラの製造を行うものがある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−２３７０１９号公報 特開２００１−２３２７５２号公報

上述した特許文献１の発明によると、従来のローラ材質であるＰＶＣといった樹脂と比較して耐磨耗性に優れ、延命化が可能である。しかし、時間の経過とともに劣化することに変わりなく、やがてローラ表面が凹凸化し、その凹部よりローラ表面に現れる残留インキや汚れた洗浄液が印刷物に付着し、品質の良い印刷物を得ることが困難となってくる。また、磨耗頻度は鈍化したものの磨耗することにかわりなく、定期的にローラ交換が必要不可欠であった。

また、上述した特許文献２の発明によると、ウレタン樹脂や金属酸化物を添加したワイピングローラはＰＶＣを主成分とするローラと比較して、ローラ製造にかかわるコストが２〜３倍必要であるが、僅かな延命化しか望むことができないでいた。また作業者の行う作業内容は従前と比較して大きく軽減されることなく、凹版印刷機用ワイピングローラとして移行しない場合もあり、定着していない現状がある。上述した種種の問題点を勘案すると、凹版印刷機用ワイピングローラについて、少なからず開発の余地があった。

本発明は、上記問題点を解決するため、従来の凹版印刷機用ワイピングローラよりも成形加工性に優れるとともに、低コストで作製でき、かつ印刷性能を向上させることが可能となる凹版印刷機用ワイピングローラを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の凹版印刷機用ワイピングローラは、軸芯に少なくとも一層以上のゴム層が被覆されている凹版印刷機用ワイピングローラにおいて、ワイピングローラの表層の少なくとも一部がアクリロニトリル基及びブタジエン基から成るニトリルゴム（ＮＢＲ）を主成分としている。

また、軸芯に少なくとも一層以上のゴム層が被覆されている凹版印刷機用ワイピングローラにおいて、前記ワイピングローラの表層の少なくとも一部がブタジエンの二重結合を水素添加した水素添加型ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）を主成分としている。

また、ワイピングローラの主成分であるＮＢＲのうち、アクリロニトリル基とブタジエン基の構成比を（３０：７０）〜（４２：５８）としている。

また、ワイピングローラは、表層の主成分であるＮＢＲへ架橋剤及び／又は可塑剤を適宜配合することで、ローラ表面の表面硬度を任意設定できるものとしている。

また、ワイピングローラは、ローラ表面の平均表面粗さを１０μｍ〜５０μｍとしたものとしている。

また、ワイピングローラは、表層の主成分であるＮＢＲへ着色顔料を添加することで、ローラ表層の表面色を任意設定できるものとしている。

さらに、ワイピングローラは、ローラを形成する被覆層の両端側面に洗浄液及び／又は油の浸透を規制するための保護シールドを設けたものとしている。

本発明の凹版印刷機用ワイピングローラは、主成分であるＮＢＲが成形加工性に優れていることからローラ作製が容易であり、汎用されているペースト用ＮＢＲの成型設備を使用することで作製することができる。また、本発明のＮＢＲ及びＨＮＢＲのペーストが流動性に優れることから、作製時において気泡（ピンホール）の発生を抑制することができるとともに塗布時間が短縮でき、生産性が大幅に向上するという効果を奏する。

また、本発明の表層に被覆したＮＢＲは、一般的に用いられているＮＢＲ（アクリロニトリル基を２４％以下とした低ニトリルゴム）よりも、含有するアクリロニトリル基が多く（例えば、アクリロニトリル基４０％：ブタジエン基６０％；高ニトリルゴム）設計していることで、耐摩耗性、耐油性、変形性等に優れるため、ローラの耐久性が著しく向上し、ワイピングローラとして使用した場合に効果的である。また、本発明のＮＢＲ及びＨＮＢＲは、温度による表面硬度への影響が少なく、耐摩耗性に優れたウレタン樹脂材に変えて採用することができるという効果を奏する。

また、本発明のＮＢＲ及びＨＮＢＲは、現在使用されているウレタンやＰＶＣといった材質と比較して単価が安く、延命化が図れることから、大幅なコスト削減が実現できるという効果を奏する。

また、ワイピングローラの表面硬度に関する温度依存性が改善されることから、インキ掻き取り性に優れる良好なワイピング適性が得られる。また、本発明のワイピングローラの主成分がＮＢＲであることから、適度な硬度と優れた耐摩耗性を有しており、磨耗による度重なるローラ交換作業を必要とせず、また長期間の繰り返し使用によっても、従来のワイピングローラに見られる摩滅損耗、剥離、膨潤等による印刷トラブルを回避できる。さらに、変形性、耐油性に優れる本発明のワイピングローラは、ローラ表面が軟質化しにくく、インキ内の溶剤成分が浸透しづらいことから印刷適性に優れ、連続的に品質の良い印刷物を得ることができるという効果を奏する。

また、着色顔料を添加することで、容易にローラの表面色を設定でき、使用するインキとは異なる表面色を採用することで、表面に現れる残留インキや汚れた洗浄液の検知が容易となり、未然に損紙の発生を抑制することが可能となるという効果を奏する。

また、硬度と圧縮弾性率を配慮して、ローラの構成を複数層の構成とすることも可能であり、この場合、ワイピングローラとしての機能を安定させるとともに、従来頻繁に発生したワイピングローラの交換頻度を減少させ、ローラ交換によって生じる不稼働時間が短縮できることになる。さらに、ローラの表面硬度を安定化させることができることから、品質安定のための作業者のこと細かな接触圧調整を削減することができ、作業手間が省略できるという効果を奏する。

また、ＮＢＲを主成分としたワイピングローラは、環境面での規制対象である塩化ビニルを使用しないで済み、環境面から大幅な改善が図れるという効果を奏する。

さらに、本発明の凹版印刷機用ワイピングローラによれば、従来の凹版印刷機用ワイピングローラに生ずる不都合が全て解消され、成形加工性に優れるとともに低コストにてローラを作製することができ、長期間の繰り返し使用にも十分な耐久性を有し、かつ印刷品質が低下することがないという効果を奏する。

図１及至図６に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１は本発明に係るワイピングローラの概略図である。図２は別方向から見た時の概略図、図３、図４、図５はそれぞれ本発明に係るワイピングローラの別形態の概略図である。また、図６は一般的なワイピングローラの一例を示す概略図である。

図６のとおり一般的なワイピングローラ（８）は、金属製の軸芯（２）に中間層であるベークライト（４）を巻き付け、その上層にワイピングに適した有効径（例えば、Φ３２５．０ｍｍ）になるまでＰＶＣ（７）を巻き付け、表面研磨を施し形成させたものである。この場合、ＰＶＣ（７）を図示しないアクリル又は図示しないナイロンへ変更することや、それぞれを多層化して用いる場合もある。さらに、ウレタン樹脂や金属酸化物であるコバルトあるいはガラスパウダーを含有させた場合もある。

図１及び図２に示す本発明のワイピングローラ（１）は、金属製の軸芯（２）にゴム層を巻き付け、その表層へＮＢＲ（３）を印刷に適した有効径になるまで巻き付け、表面研磨を施し形成している。

また、図３に示すように本発明のワイピングローラ（１）は、金属製の軸芯（２）にゴム層として、ＮＢＲ（３）のみを印刷に適した有効径になるまで巻き付け、表面研磨を施し形成している形態もある。

また、図示しない着色顔料（例えば、キナクリドンレッド）を適量添加（例えば、３ｗｔ％）させた場合、ワイピングローラ表面に着色することができる。なお、ＮＢＲ（３）の替わりに図示しないブタジエンの二重結合を水素添加した水素添加型ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）を用いる場合もある。

また、ワイピングローラを印刷に用いた場合、ローラ両端側面、特に被覆されたローラの各層間へ僅かにワイピング洗浄液及び／又はインキ内の油が浸透することを抑制するために、図４に示すようにワイピングローラを形成する被覆層の両端側面に保護シールド（５）を設けている。

さらに、図５に示すように、ローラ表面を粗面化したワイピングローラ（６）の形態とした場合がある。この場合、対向する凹版版面への押圧力によるＮＢＲの潰れを勘案したものである。ＮＢＲの潰れにより、凹版版面へ不均一に接触することを抑制するための形態であり、僅かに粗面化することで凹版版面への均一な接触を実現させるものである。

本発明の凹版印刷機用ワイピングローラにおける実施の例示について、図１及至図５を参看しながら説明する。図１及び図２に示すように、本発明のワイピングローラ（１）は、軸芯（２）へ中間層であるベークライト（４）を被覆し、その上層に前述したＮＢＲを被覆したローラの仕様である。なお、本発明のワイピングローラ（１）は、ＮＢＲの耐摩耗性、変形性を改質するために、ブタジエンの二重結合を水素添加した水素添加型ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）を形成している。ワイピングローラは、図示しない洗浄液が滞留したワイピング槽に懸架させ、対向する図示しない凹版版面と接触させることで、凹版版面上の余剰インキの拭き取り（ワイピング作業）を行う。ここで、アクリロニトリル基とブタジエン基の構成比を（３０：７０）〜（４２：５８）に変化させているが、最適は、アクリロニトリル基を３５％に、ブタジエン基を６５％に配合したものである。アクリロニトリル基は、含有量を多くすることで耐油性を良好にすることができる。一方、多分に添加することは、引張強さが低下し、弾性を阻害する場合があることから得策ではない。

次に、アクリロニトリル基を３５％、ブタジエン基を６５％に配合したＮＢＲのサンプルシートと従前の一般的なＰＶＣのサンプルシートを用いて、ワニス（油：ＰＥＧ４００ＤＡ；日本化薬（株）社製）に１日浸した後のサンプルシートの重量から耐油性についての評価を行った。結果を表１に示す。結果からＮＢＲのサンプルシートはＰＶＣのサンプルシートに比較して、ワニスの含有が少ないことを、換言すれば耐油性に優れることを確認した。

また、アクリロニトリル基を３５％、ブタジエン基を６５％に配合したＮＢＲのサンプルシートと従前の一般的なＰＶＣのサンプルシートを用いて、耐磨耗性試験を実施した。本試験では、磨耗試験装置としてテーバー型磨耗試験機を用い、装置環境は、温度を２０℃（室温）に設定し、試験機における荷重を１，０００ｇ、試験基材の往復回数を１，０００回、磨耗輪をＨ−２２、回転数７０回転に設定して確認した結果、ＮＢＲのサンプルシートが１００ｍｇ程度の磨耗量であり、ＰＶＣのサンプルシートが２４０ｍｇ程度であった。この試験結果を評価するために、ウレタン（ウレタン６９１２）のサンプルシートについても確認したところ８０ｍｇ程度であったことから、本発明のＮＢＲはウレタンに匹敵する耐久性を有することが見込める。試験結果を表２に示す。

また、本発明のワイピングローラ（１）は、架橋剤（例えば、反応性フェノール樹脂）を添加することで、ローラの表面硬度を下げることができる。また、可塑剤を添加することで、ローラの表面硬度を上げることができる。つまり、架橋剤及び可塑剤の配合量を調整することで、任意設定する表面硬度のワイピングローラを得ることが可能である。

次に、本発明のワイピングローラ（１）は、着色顔料を添加することで、所望する表面色のワイピングローラを得ることができる。例えば、金属酸化物であるコバルトブルーを少量添加（例えば、３％）することで青色、チタン白を少量添加（例えば、３％）することで白色にすることができ、これらを複層化することで、磨耗により現れる表面色により磨耗度合いを推量することができる仕様とすることも可能である。なお、最上層である表層を着色することで、洗浄液や残留インキと区分することが容易となり、ローラ表面への洗浄液の液上がりや残留インキの付着を簡単に推量できる仕様としている。

また、図３に示すとおり、本発明のワイピングローラ（１）は、軸芯へ直接ＮＢＲ（３）を巻き付け、ローラ化する場合もある。この場合、ローラへの一層巻きのローラ仕様（例えば、Φ３２５．０ｍｍ）となり、磨耗個所を研磨して平らな状態に修正し、再び印刷に使用することができる。この場合、有効径の範囲において、使用することができるとともに、ローラを作製する場合において、有効径に満たない径のＮＢＲ（３）を剥がすことなく、加層できることから、作製面において有効である。

また、本発明のワイピングローラ（１）は、図４に示すようにローラ両端側面に、被覆されたローラの各層間へ僅かにワイピング洗浄液及び／又はインキ内の油が浸透することを抑制するために、ワイピングローラを形成する被覆層の両端側面に保護シールド（５）（例えば、ＨＹＰＥＲＳＨＥＥＴ−ＧＡＳＫＥＴ；ＧＯＲＥ−ＴＥＸ社製）を設けている仕様である。

さらに、本発明のワイピングローラ（１）は、図５に示すように２０μｍ程度に表面を粗面化している仕様（９）である。この場合、対向する図示しない凹版版面への押圧力によるＮＢＲ（３）の潰れを勘案しているものであり、ＮＢＲ（３）の潰れにより、凹版版面へ不均一に接触することを抑制するための形態であり、凹版版面への均一な接触を実現させるものである。

次に、本発明のワイピングローラ（１）を用いて、印刷を行った時の印刷物品質について、比較結果の一例を表３に示す。用紙５００，０００ｍについて凹版印刷を行い、ワイピングローラには本発明のワイピングローラ（１）、一般的なワイピングローラ（８）の２種類を用いた。用紙１００，０００ｍの印刷経過後では、一般的なワイピングローラ（８）は表面に凹凸が顕著に現れ、品質面から判断し、印刷することが困難であったのに対して、本発明のワイピングローラ（１）はおよそ用紙４００，０００ｍの印刷にも十分に耐えるものであった。印刷物品質の評価としては、○印を良好、△印をやや良好、×印を不良としている。

実施例に基づき、本発明のワイピングローラ（１）を使用し、印刷を行った結果、長期間において連続的に品質の良い印刷物を得ることができた。また、ローラ表面を着色していることから、洗浄液の液上がりを容易かつ瞬時に判断することができ、損紙（不良紙）発生が抑制できた。

さらに、従前はローラ作製に多大な費用を費やしていたが、本発明のワイピングローラ（１）を使用することで、ローラを構成する材料、成形加工性に優れていることから、製作に係るコストの低廉化が図れた。

以上、本発明について説明したが、本発明は実施例に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載されている範囲において、あらゆる実施の形態が存在することは、言うまでもない。例えば、ワイピングローラの表層の主成分がＮＢＲ又はＨＮＢＲであればよく、その中間層にさまざまなゴム層及び／又は樹脂層を有する構成とした場合も当然請求する範囲に含まれる。

また、ワイピングローラ（１）の表層の主成分として、メタクリル酸を導入したカルボキシル化ＮＢＲ（ＸＮＢＲ）とした場合、ブタジエンの一部をイソプレンに置き換えたＮＢＩＲ、ブタジエンの全部をイソプレンに置き換えたＮＩＲとすることも容易に想定することは可能である。

本発明に係るワイピングローラを示す概略図である。 本発明に係るワイピングローラの別方向から見た時の概略図である。 本発明に係る別形態のワイピングローラを示すの概略図である。 本発明に係る別形態のワイピングローラを示すの概略図である。 本発明に係る別形態のワイピングローラを示すの概略図である。 一般的なワイピングローラの一例を示す概略図である。

符号の説明

１ 本発明のワイピングローラ
２ 軸芯
３ ＮＢＲ（ＨＮＢＲ）
４ 中間層（ベークライト）
５ 保護シールド
６ 表層を粗面化したワイピングローラ
７ ＰＶＣ
８ 一般的なワイピングローラ
９ ワイピングローラ表面の一例

Claims (1)

1. 軸芯に少なくとも一層以上のゴム層が被覆されている凹版印刷機用ワイピングローラにおいて、前記ワイピングローラの表層の少なくとも一部がブタジエンの二重結合を水素添加した水素添加型ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）を主成分としていることを特徴とする凹版印刷機用ワイピングローラ。

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