JP6891171B2

JP6891171B2 - ドクターブレード、インク装置、およびフレキソ印刷におけるドクターブレードの使用

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Publication number: JP6891171B2
Application number: JP2018521947A
Authority: JP
Inventors: クロードン、アレクサンドル
Original assignee: BTG Eclepens SA
Current assignee: BTG Eclepens SA
Priority date: 2015-11-04
Filing date: 2016-11-04
Publication date: 2021-06-18
Anticipated expiration: 2036-11-04
Also published as: EP3370971B1; JP2018532622A; EP3370970B1; BR112018009154B1; WO2017077048A1; DK3370971T3; CN108349241A; US20180319156A1; US20180319153A1; DK3370970T3; BR112018009154A8; WO2017077053A1; CA3003224A1; JP2018532621A; EP3165367A1; EP3370970A1; PT3370971T; US11718088B2; ES2779466T3; ES2779583T3

Description

本出願は、アニロックスローラーと接触するためのドクターブレード、アニロックスローラーおよびアニロックスローラーと接触するためのドクターブレードを備えるインク装置、ならびにフレキソ印刷におけるドクターブレードの使用に関するものである。

フレキソ印刷の技術分野では、インクの量は、一般にアニロックスローラーと呼ばれている、彫刻ローラーの使用によって体積計量される。このローラーは、通常、セラミックコーティングが施されている金属シリンダーによって構成される。セラミックは、通常、熱溶射プロセスによって施される。インクの体積計量を目的として、セラミック表面は、インクを運び、インクをフレキシブルレリーフプレート（flexible relief plate）に均等に転写するための均一なセルを生成するようにレーザー彫刻される。インクは、その後、レリーフプレートから印刷されるべき基材（たとえば、ポリマーフィルム、紙、またはカートン用板紙）上に転写される。

印刷品質と直接関係する、彫刻の細かさは、リニエーション（lineation）として、すなわち、単位長さ当たりの線の本数またはセルの数として（たとえば、ｃｍ、ｌ／ｃｍ当たりの線の本数またはセルの数として）および／またはセル転写体積（たとえば、ｃｍ³／ｍ²）として表されることが多い。フレキソ印刷技術が発展するにつれ、彫刻精度は、過去数年の間に、リニエーションが約８０ｌ／ｃｍから５００ｌ／ｃｍへ、セル転写体積が約２０ｃｍ³／ｍ²から２ｃｍ³／ｍ²へと移ってきた。「高精細フレキソ印刷」という用語は、多くの場合に、アニロックスローラーの表面上に彫刻されるような約１５から１７μｍのセル直径に対応する、リニエーションが６００から６５０ｌ／ｃｍであり、少量のインクが転写されるアニロックスローラーなどの、さらに細かい彫刻を行うアニロックスローラーの使用を指す。

典型的なインク装置では、２つのドクターブレードが、アニロックスローラーおよびブレードホルダーユニットと連携してインク室を画成する。アニロックスローラーが回転すると、正ブレードとも呼ばれる入口ブレードは、室を封止するが、負ブレードとも呼ばれる出口ブレードは、ローラー表面から過剰なインクを取り除く。ブレードとアニロックスローラーの表面との間の接触特性は、インクの最適化された転写と最終的な印刷品質とを保証する上で重要である。

ＷＯ０１／６０６２０では、セラミックコーティングまたはスリーブを設けられているインクローラーと直接接触するためのドクターブレードを開示している。ドクターブレードは、金属担体材料の細長片を備え、前記細長片は、インクローラーに面しているその１つのエッジ部に沿って、セラミックコーティングを設けられている。セラミックコーティングは、前記スリーブの耐摩耗性よりも低く、前記細長片の耐摩耗性よりも高い、耐摩耗性を有する。

米国特許出願公開第２０１３／００１４６５６号では、印刷版の表面から印刷インクを掻き取るためのドクターブレードを開示している。ブレードの作業エッジ領域は、硬質材料粒子を備えるニッケル−リン合金をベースとする少なくとも第１のコーティングでコーティングされる。ニッケルをベースとする第２のコーティングは、第１のコーティング上に配置構成され得る。第２のコーティングは、硬質材料粒子を備え得る。

いくつかの現在のドクターブレードは、次第にデリケートになってきているアニロックスローラー表面を正しくドクタリングするため、または印刷品質に対する新しい難しい要求条件に合わせるためにはあまり適切でない。他の現在のドクターブレードは、そのような表面をドクタリングするのに適しているが、寿命と機械生産性とに対する要求条件を満たさない。これらおよび他の理由から、フレキソ印刷で使用するためのドクターブレードの開発の必要性がある。

本発明の主目的は、優れた印刷品質をもたらすことを可能にし、それと同時に際立った運用生産性をもたらすことを可能にする、フレキソ印刷で使用するためのドクターブレードを実現することである。したがって、本発明の目的は、表面がブレードの製造または使用の結果生じる表面欠陥を進行させる傾向のない、アニロックスローラーとの接触を意図されている表面を有するドクターブレードを実現することである。本発明の別の目的は、表面がアニロックスローラーのインク計量および転写機能に悪影響を及ぼす傾向のない、アニロックスローラーとの接触を意図されている表面を有するドクターブレードを実現することである。本発明のさらなる目的は、ブレードの寿命を延ばすアニロックスローラーとの接触を意図されている表面を有するドクターブレードを実現することである。

以下の説明をよく読んだ後に当業者にとって明らかになるであろう、これらの目的さらには本発明の他の目的は、本発明の一態様において、アニロックスローラーと接触するためのドクターブレードによって達成され、ドクターブレードは、前記アニロックスローラーと接触するように適合されているドクターブレードの長手方向領域に沿って、コーティングを設けられる、約０．３ｍｍ未満の厚さを有する平坦な細長い基部要素を備え、ここにおいて、コーティングは、金属マトリクスと、少なくとも約６５重量％の１つまたは複数のセラミックとを備え、およびここにおいて、コーティングは、０から６５重量％の炭化クロムを備える。

金属マトリクスと、少なくとも約６５重量％の１つまたは複数のセラミックとを備えるアニロックスローラーとの接触を意図されている表面コーティングを有するドクターブレード、ここにおいて、コーティングは０から６５重量％の炭化クロムを備える、は、接触面が使用時に摩耗するときに良好な封止効果と安定したドクタリング効果を長い間維持する能力を有するという点でフレキソ印刷の高い品質要件を満たす、ことがわかったことは驚くべきことであった。したがって、欠陥のない滑らかな接触（延性金属相の割合が高い場合に予期したとおり良好）と高い摩耗抵抗（補強セラミックの割合が高い場合に予期したとおり良好）との間の相反する要求条件は、セラミックから予期される高い硬度および高い脆性にも関わらず、高いセラミック含有率でフレキソ印刷の高い品質要求条件を満たすことがわかったことも驚くべきことであった。この文脈において、高い硬度にも関わらず、そのようなセラミックベースの材料はアニロックスローラーとの材質の適合性を示すことがわかったことも驚くべきことであった。ドクターブレードは、したがって、フレキソ印刷用のドクターブレードであってよい。

コーティングが０から６５重量％の炭化クロムを備えるということは、コーティングがＣｒＣを備えないか、または最大６５重量％のＣｒＣを備え得ると理解される。

代替として、コーティングは、金属マトリクスと、少なくとも７０体積％の１つまたは複数のセラミックとを備え得る。セラミックの体積含有率は、コーティングの微細構造の画像解析などの、当業者に知られている方法によって決定され得る。

１つまたは複数のセラミックは、１つまたは複数の炭化物セラミック、窒化物セラミック、および／または酸化物セラミックであってよく、炭化物セラミックは、好ましくは、１つまたは複数の金属炭化物、より好ましくは、炭化クロム、炭化タングステン、および炭化ケイ素のうちの１つまたは複数、最も好ましくは、炭化クロムと炭化タングステンのうちの一方または両方である。

１つまたは複数のセラミックは、炭化クロムが間に存在する１つまたは複数の炭化物セラミック、好ましくは、炭化クロムが間に存在する１つまたは複数の金属炭化物、より好ましくは、炭化クロムと、炭化タングステンと炭化ケイ素のうちのどれもなし、一方、または両方であってよい。

コーティングは、０から６０重量％の炭化クロム、好ましくは、０から３０重量％の炭化クロムを備えるものとしてよく、より好ましくは、コーティングは、本質的に、炭化クロムを有しないものとしてよい。

炭化クロムは、最大６５重量％まで、好ましくは０．１から６５重量％、より好ましくは１０から６０重量％、最も好ましくは１０から３０または３０から６０重量％の量でコーティング中に存在し得る。

コーティングは、０から８５重量％、好ましくは０から６５重量％、より好ましくは０から５５重量％の炭化タングステンを備え得る。

炭化タングステンは、最大９０重量％まで、好ましくは０．１から９０重量％、より好ましくは２５から８５重量％、最も好ましくは２５から５５または５５から８５重量％の量でコーティング中に存在し得る。

炭化クロムおよび炭化タングステンは、１０から６０重量％のＣｒＣおよび２５から８５重量％のＷＣ、より好ましくは、１０から３０重量％のＣｒＣおよび５５から８５重量％のＷＣ、または３０から６０重量％のＣｒＣおよび２５から５５重量％のＷＣの量でコーティング中に存在し得る。

炭化ケイ素は、最大９０重量％まで、好ましくは０．１から９０重量％、より好ましくは２５から８５重量％、最も好ましくは２５から５５または５５から８５重量％の量でコーティング中に存在し得る。

コーティングは、少なくとも約５重量％、好ましくは少なくとも１０重量％の金属マトリクスを備え得る。金属相はセラミックと金属の複合材系中の結合材として働くので、それを下回ると機械的特性が低下する、特定の印刷構成条件に依存する、金属含有率レベルがある。

金属マトリクスは、ニッケル、コバルトもしくはクロム、またはその組合せを備え得る。好適な組合せは、ニッケルとクロム、またはコバルトとクロムである。金属マトリクスは、好ましくは、ニッケルとクロム、より好ましくは、Ｎｉ：Ｃｒ重量比が約１：１から９：１、最も好ましくは、Ｎｉ：Ｃｒ重量比が約３：１から６：１であるニッケルとクロムとを備える。一般に、金属マトリクスは、１つまたは複数の金属を備え得る。

コーティングは、約７０から９０重量％、好ましくは約７５から８５重量％のセラミックを備え得る。コーティングは、約７０から９０重量％、または７５から８５重量％の炭化クロムを備えることが特に好ましい。

コーティングの重量％単位の組成などの、組成は、エネルギー分散Ｘ線分光分析（ＥＤＸまたはＥＤＳ）、オージェ電子分光法（ＡＥＳ）、走査型オージェマイクロプローブ（ＳＡＭ）、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）、または電熱原子化原子吸光分析（ＥＴＡ−ＡＡＳ）などの、当業者に知られている方法によって決定され得る。

セラミックは、典型的には、コーティング中に粒子として、好ましくは、大半が約２から１０μｍの粒径を有する粒子として存在する。粒径は、コーティングの顕微鏡画像の画像解析によって決定され得る。コーティングは、約８００から１３００Ｈｖの範囲のビッカース硬度を有する。ドクターブレードは、任意選択で基部要素上の結合層の表面処理および／または塗布の後に、熱溶射によってコーティングを設けられてよい。熱溶射のための好ましい方法は、ＨＶＯＦ（高速酸素燃料）溶射である。熱溶射のための原料は、金属とセラミックの両方を備える粉末であってよい。粉末は、セラミック粒子と金属とを備えるものとしてよく、好ましくは、それにより、セラミック粒子は充填剤として現れ、金属は結合剤として現れる。

コーティングは、約１５から６０μｍ、好ましくは、約３０から４０μｍの厚さを有するものとしてよい。コーティングは、約１から６ｍｍ、好ましくは、約２から５ｍｍ、より好ましくは、約３から４ｍｍの幅を有するものとしてよい。

基部要素は、鋼鉄細長片であってよい。通常は、炭素鋼またはステンレス鋼が使用される。鋼鉄は、焼き入れされ、焼き戻しされるものとしてよい。基部要素を形成する鋼鉄細長片は、鋼帯によって構成され得る。

基部要素は、約０．３ｍｍ未満、好ましくは、約０．１から０．２５ｍｍ、より好ましくは、約０．１５から０．２５ｍｍの厚さを有するものとしてよい。基部要素は、約１０から６０ｍｍ、好ましくは、約２５から３５ｍｍの幅を有するものとしてよい。

ドクターブレードは、前記アニロックスローラーと接触するように適合されているドクターブレードの長手方向領域に沿って丸い断面を有し得る。丸い断面は、少なくとも製造されたとおりにドクターブレード上に存在し得る、言い換えれば、少なくともアニロックスローラーに当てて使用する前にドクターブレード上に存在し得る。フレキソ印刷では、負ドクターブレードは、アニロックスローラーの反対方向に動作し、ブレード先端部における高い応力と微小振動の危険性とを伴う困難な摩耗状況を引き起こす。典型的には、硬く、脆い材料（たとえば、８００Ｈｖ以上のビッカース硬度によって特徴付けられる材料）を用いた場合に、そのような摩耗状況がブレード先端部に微小欠陥を発生させ得る。ブレード先端部にそのような微小欠陥によって引き起こされる印刷欠陥は、コーティングに丸い部分を設けたときに低減されることが判明した。さらに、フレキソ印刷に対する従来技術のドクターブレードは、適切に動作する（すなわち、ドクタリングする）ために曲げられる必要がある。結果として、作業面はブレードの前面である。このような理由から、そのようなブレードは、アニロックスローラーの表面によりよく適合するように定義されたすくい角（すなわち、先端斜面）を設けられる。丸い先端部の設計により、そのような先端斜面はもはや必要ないが、ドクターブレードは丸い部分でその接触角に作用し得る。

丸い断面は、約１０から５０μｍ、好ましくは、約２０から４０μｍ、より好ましくは、約２５から３５μｍの直径を有し得る。丸い部分の直径は、ドクターブレードの断面の顕微鏡画像において、丸い部分に嵌る円弧の直径を測定することなど、当業者に知られている方法によって決定され得る。丸い断面の直径の中心は、実質的にドクターブレードの前面と外側隣接面との間（すなわち、インク室の外側）の二等分線のところに配置されることが好ましい。

前記アニロックスローラーは、セラミックコーティング、シェル、またはスリーブなどの、セラミック材料の表面層を有し得る。セラミック材料は、Ｃｒ₂Ｏ₃ベースであってよい。したがって、セラミック材料は、Ｃｒ₂Ｏ₃を主要成分として備え得る。通常、セラミック材料は、不可避な不純物または異質の要素を別にすれば、Ｃｒ₂Ｏ₃からなり、たとえば、これにより、≧９７重量％のＣｒ₂Ｏ₃を備える。セラミック材料の表面層は、熱溶射によってアニロックスローラーに施され得る。セラミック材料の表面層は、典型的にはレーザー彫刻によって形成される、インクセルを備え得る。このセラミックコーティング、シェル、またはスリーブのビッカース硬度は、約１２００から１４００Ｈｖの範囲内にあり得る。

前記アニロックスローラーは、少なくとも約８０ｌ／ｃｍ、好ましくは、少なくとも約５００、６００、または６５０ｌ／ｃｍのリニエーションを有し得る。そのような好ましいリニエーションは、約２０μｍ未満、好ましくは、約１７μｍ未満、より好ましくは、約１５μｍ未満のセル直径に対応する。

ブレード表面の欠陥は、ブレードの製造の結果生じるか、またはブレードの使用時に形成され得る。満足のゆく印刷結果を得るために、接触面におけるブレード表面上のそのような欠陥のサイズは、好ましくは、彫刻パターンのセルサイズを超えるべきでないことがわかっている。アニロックスローラーと接触するように適合されているドクターブレードの長手方向領域において、表面欠陥のサイズは、約２０μｍ以下、好ましくは、約１７μｍ以下、より好ましくは、約１５μｍ以下であってよい。そのような表面欠陥のサイズは、アニロックスローラーと接触するように適合されているドクターブレードの長手方向領域の顕微鏡画像において、欠陥に内接する円の直径を測定することなど、当業者に知られている方法によって決定され得る。表面欠陥が、流れ方向に、アニロックスローラーと接触するように適合されているドクターブレードの長手方向領域全体にわたって延在することがないことが好ましい。

上述の目的は、本発明の別の態様において、アニロックスローラーと、アニロックスローラーと接触するためのドクターブレードとを備えるインク装置によって達成され、ドクターブレードは、前記アニロックスローラーと接触するように適合されているドクターブレードの長手方向領域に沿って、コーティングを設けられる、平坦な細長い基部要素を備え、ここにおいて、コーティングは、金属マトリクスと、少なくとも約６５重量％の１つまたは複数のセラミックとを備え、およびここにおいて、コーティングは、０から６５重量％の炭化クロムを備える。

インク装置は、ドクターブレードとアニロックスローラーとについて上で提示されているようにさらに定められ得る。

ドクターブレードは、アニロックスローラーに関して引き摺り位置または当接位置に配置構成され得る。ドクターブレードは、アニロックスローラーに関して当接位置に配置構成され、それにより、アニロックスローラーの反対方向に動作し得る。インク装置は、好ましくは、アニロックスローラーおよび任意選択でブレードホルダーユニットと一緒にインク室を画成する、２つのドクターブレードを備え得る。次いで、一方のブレードは、アニロックスローラーに関して、引き摺り位置に置かれ、他方のブレードは当接位置に置かれ得る。当接位置にあるドクターブレードおよび／または引き摺り位置にあるドクターブレードのブレード角度、すなわち、ドクターブレードとアニロックスローラーの接線との間の角度は、典型的には、約３５から４０°である。それぞれのブレード角度は、典型的には、インク装置の構成によって設定される、すなわち、ブレード角度は、印刷時に固定される。引き摺り位置および当接位置は、それぞれ、正ブレードモードと負ブレードモードとに対応する。輪転グラビア印刷シリンダーをドクタリングするドクターブレードは、引き摺り位置において、典型的には約４０から６０°のブレード角度でそのようにし、印刷時に角度を調整する可能性がある。したがって、輪転グラビア印刷シリンダーをドクタリングするドクターブレードと比較して、フレキソ印刷アニロックスローラーをドクタリングするドクターブレードは、より狭い固定された角度でそのようにし、当接位置にあるドクターブレードに関して、反対方向に動作する。したがって、輪転グラビア印刷シリンダーをドクタリングするための条件と比較して、アニロックスローラーをドクタリングするための条件は、最適なドクタリングのための接触条件は、輪転グラビア印刷と比較して異なる、困難な摩耗状況（上記参照）を引き起こす。したがって、輪転グラビア印刷におけるドクタリングからの原理および経験は、フレキソ印刷には適用され得ない。

上述の目的は、本発明のさらなる態様において、ドクターブレードの長手方向領域に沿って、コーティングを設けられる、平坦な細長い基部要素を備えるドクターブレードの使用によって達成され、ここにおいて、コーティングは、金属マトリクスと、少なくとも約６５重量％の１つまたは複数のセラミックとを備え、およびここにおいて、コーティングは、フレキソ印刷では、好ましくはアニロックスローラーと接触するために、０から６５重量％の炭化クロムを備える。

この使用は、ドクターブレード、アニロックスローラー、および／またはインク装置について上で提示されているようにさらに定められ得る。

本発明は、添付図面を参照しつつ以下で説明される。

フレキソ印刷のための機械を図式的に示す側面図。図１の破線の正方形内に含まれる配置構成を示す側面図。ドクターブレードの４つの異なる実施形態のうちの１つの図式的側面図。ドクターブレードの４つの異なる実施形態のうちの１つの図式的側面図。ドクターブレードの４つの異なる実施形態のうちの１つの図式的側面図。ドクターブレードの４つの異なる実施形態のうちの１つの図式的側面図。アニロックスローラーに当てて使用されているドクターブレードの先端部の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像。アニロックスローラーに当てて使用されているドクターブレードの先端部の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像。

図１の側面図内に図式的に示されているフレキソ印刷機１は、図２に関連してさらに説明されるべき２つのブレード５、７を持つブレードホルダー９とともにインクブレードユニット３を設けられている。さらに、印刷機１は、セラミックスリーブまたはシェルで覆われているスチールドラムによって構成されるアニロックスローラー１５を有する。インクブレードユニット３は、印刷用インク容器２７に関連付けられており、インク供給導管２９は印刷用インクをインク供給部３７からインクブレードユニット３に移送するためのインク供給ポンプ３１を収容する。さらに、戻し導管３５は、過剰な印刷用インクを容器２７に戻すために用意されている。印刷機１は、さらに、印刷版シリンダー２１と、搬送印刷版１９と、圧力ローラー２３とを設けられる。印刷のためのペーパーウェブまたはポリマーフィルムなどの基材２５は、図１に示されている方向にシリンダー２１とローラー２３との間のニップ内で移動する。

図２において、図１の破線の正方形内に含まれるようなインクブレードユニット３の周りの配置構成が拡大側面図で示されている。ブレードホルダー９は２つのキャリアフランジ１１、１３を設けられており、各々、それぞれアニロックスローラー１５と向かい合って、当接位置および引き摺り位置に配置構成されているブレード５、７を搬送する。アニロックスローラー１５は、Ｃｒ₂Ｏ₃を主要成分として備える、セラミックシェルまたはスリーブ１７によって覆われているスチールシリンダー１５からなる。図２に示されているように、ブレード７は封止機能を有するが、その一方で、ブレード５は、セラミックスリーブ１７の表面から過剰な印刷用インクを取り除く拭き取り機能を有する。インクブレードユニット３は、アニロックスローラー１５の表面上で係合するブレード５、７とともにアニロックスローラー１５と一緒にインク室１０を画成する。ブレード５、７は各々、アニロックスローラー１５の表面に面する、金属マトリクスと少なくとも６５ｗｔ％のセラミックを備える、コーティング４３を設けられる。

図３ａは、金属マトリクスと少なくとも６５ｗｔ％のセラミックとを備えるコーティング４３ａでコーティングされているエッジ領域４５を有する鋼鉄細長片４１を示す側面図である。図３ａは、本明細書で参照されているような基部要素の厚さｔと幅ｗとを概略的にさらに例示している。図３ａは、本明細書で参照されているようなコーティングの厚さｃｔと幅ｃｗとの概略的にさらに例示している。

図３ｂは、類似の配置構成を示しているが、ただしコーティング４３ｂはアニロックスローラー１５と接触するように適合されているドクターブレードの長手方向領域のところで丸い部分４４を設けられている。

図３ｃは、鋼鉄細長片４１がエッジ領域上の斜面４５ｃを設けられ、コーティング４３ｃは対応する三角形構成を有する一実施形態を示している。コーティング４３ｃは、アニロックスローラー１５と接触するように適合されているドクターブレードの長手方向領域のところでさらに丸い部分４４も有する。

図３ｄは、薄層タイプの一実施形態を示し、ここにおいて、細長片エッジ領域４５ｄは、コーティング４３ｄの反対側に陥凹部を有する。コーティング４３ｄは、正方形の形状で示されているが、代替的にアニロックスローラー１５と接触するように適合されているドクターブレードの長手方向領域のところで丸い形状を有し得る。

次に、本発明は、本発明の概念を例示する実験手順、データ、および画像を開示する例によってさらに例示される。これらの例全体を通して、記号ｗｔ％は、重量％を表すために使用される。しかしながら、本発明は、いかなる点に関しても、例において開示されている条件および材料に制限されないことに注意されたい。むしろ、本発明は、請求項の範囲のみによって反映されるとおりに限定される。

材料挙動
以下の表に列挙されている様々材料の摩損および摩擦挙動を分析するために、ＡＳＴＭＧ９９によるピンオンディスク摩擦計テストが実施された。

熱溶射によって表に列挙されているそれぞれの材料をコーティングされている固定ピンが、鋳鉄の回転する円盤に対して装填された。鋳鉄は、評価されるべき摩耗過程を加速するために適切な対向面となるように選択された。ピンコーティングの摩耗は、質量損失を滑り距離と荷重とによって除算された値として計算され、ピン摩耗係数として報告された。円盤の摩耗は、摩耗痕跡の深さとして測定され、円盤摩耗深さとして報告された。ピンおよび円盤の温度が測定された。摩擦力は、テスト終了時の平均として計算された。

ブレードの表面品質と材質の適合性
ドクターブレードは、熱溶射によってＮｉＣｒマトリクス中のＣｒＣを備えるコーティングを鋼鉄細長片に施すことによって製造された。異なるＣｒＣ粒径（約５μｍおよび約３．５μｍ、粒径分布平均、フィッシャーサブシーブサイザー（ＦＳＳＳ）標準）を有するＣｒＣ−Ｎｉ−Ｃｒ８０／１７／３ｗｔ％の粉末が、熱溶射のための原料として使用された。異なるビッカース硬度（１０５０Ｈｖおよび９００Ｈｖ）のＣｒＣ−Ｎｉ−Ｃｒコーティングを有するドクターブレードが得られた。ドクターブレードは、次の条件およびパラメータを用いて、フルスケールのフレキソ印刷機上で１３８時間運転してテストされた。
機械：Ｗｉｎｄｍｏｅｌｌｅｒ＆Ｈｏｅｌｓｃｈｅｒ−ＭｉｒａｆｌｅｘＣＭ−８ユニット
速度：３００ｍ／分
アニロックスローラー（リニエーション）：３００ｌ／ｃｍ
セル転写体積：３．５ｃｍ³／ｍ²
圧力：１．８バール
チャンバードドクターブレード：はい（負位置）
作業：プロセス
インク：シアン（溶媒ベース）
粘度：１９〜２０“ＤＩＮカップ４
基材：ポリマーフィルム（ＢＯＰＰ、ＰＥＴ、ＯＰＡ）
印刷欠陥は検出されなかった。この構成における最良の結果は、約５ミクロンのＣｒＣ炭化物サイズ（粒径分布平均−ＦＳＳＳ標準）で達成された。コーティングの硬度が高ければ高いほど、ブレードの寿命が伸びることに注意された。

印刷構成において適用される機械的応力および物理的制約条件に応じて、他の材料の方が潜在的によい結果を生み出す可能性のあることが予想される。そのような応力および制約条件は、ブレード接触圧力、対向面（アニロックスローラー）回転速度、インクの種類、および量（潤滑効果）などの多くのパラメータに依存する。他のＣｒＣベースの材料の例は、少なくとも６５ｗｔ％のＣｒＣ含有率と、３５ｗｔ％未満の金属マトリクス含有率とを備えることもあり得る。

ブレード先端部の設計
ドクターブレードは、熱溶射によってＮｉＣｒマトリクス中のＣｒＣを備えるコーティングを鋼鉄細長片に施すことによって製造された。ＣｒＣ−Ｎｉ−Ｃｒ８０／１７／３ｗｔ％の粉末が、熱溶射のための原料として使用された。形成されたコーティングは、約９０°の角度で交わる頂面と前面とを得るように研磨され、その後、アニロックスローラーと接触することを意図されているドクターブレードのエッジのところで３０μｍの直径の丸い形状を得るように磨かれた。ドクターブレードは、次の条件およびパラメータを用いて、フルスケールのフレキソ印刷機上でテストされた。
機械：Ｆｉｓｃｈｅｒ＆Ｋｒｅｃｋｅ−Ｆｌｅｘｐｒｅｓｓ１６Ｓ−８ユニット
速度：２５０ｍ／分
アニロックスローラー（リニエーション）：Ｈａｒｐｅｒ４２０ｌ／ｃｍおよびＩｎｏｆｌｅｘ４２０ｌ／ｃｍ
セル転写体積：３．４ｃｍ³／ｍ²
圧力：３．４〜３．５バール
チャンバードドクターブレード：はい（負位置）
作業：プロセス
インク：シアン（溶媒ベースのＳｉｅｇｗｅｒｋＮＣ−４０２）
粘度：２１〜２２“ＤＩＮカップ４
基材：ポリマーフィルム（ＬＤ−ＰＥ（白色））
このテストの主目的は、インク動力学管理を最適化するためにドクタリングの有効性および品質に対するブレード先端部の設計の影響を調査することであった。良好な印刷結果、少なくとも、アニロックスローラーに適合させるすくい角を有する基準薄層タイプの鋼鉄ブレードに対するのと同程度に良好な印刷結果は、丸いエッジの炭化物ベースのドクターブレードで達成された。

適用における流体力学に応じて、他の類似のブレード先端部の設計の方が、潜在的によい結果を生み出す可能性のあることが予想される。そのような流体力学的特性は、ブレード接触圧力、対向面（アニロックスローラー）回転速度、インクの種類、および量（潤滑効果）などの多くのパラメータに依存する。丸い部分を伴う類似のブレード先端部の設計の例は、約１０から５０μｍの範囲内の直径を有する可能性がある。

走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像
図４ａおよび図４ｂは、アニロックスローラーに当てて使用されているドクターブレードの先端部のＳＥＭ画像である。これらの図では、ブレード頂面（インク室の外側）はＴで表され、滑り面（アニロックスローラー表面と接触している）はＳで表され、ブレード前面（インク室の中）はＦで表されている。

図４ａは、６０ｗｔ％のＡｌ₂Ｏ₃と４０ｗｔ％のＺｒＯ₂とを備えるＡｌ₂Ｏ₃−ＺｒＯ₂コーティングを有するドクターブレードの先端部の画像である。右側に丸で囲まれているのは、約４０μｍのサイズを有する局部的欠陥である。左側に丸で囲まれているのは、滑り面を全貫通するより小さい欠陥であり、これはインクの連続的な漏れを引き起こす可能性がある。これらの種類の欠陥は、そのようなセラミック材料ではよくあることである。特に、右側のタイプの欠陥は、なおいっそう大きいものとなり得る。一言述べておくと、このドクターブレードは、品質問題のせいで印刷ユニットから早期に取り外されたので、狭い滑り面を有している。

図４ｂは、実施例２からのドクターブレードの先端部の画像である（ＣｒＣ−Ｎｉ−Ｃｒ８０／１７／３ｗｔ％、ＣｒＣ粒径は約５μｍ（ＦＳＳＳ）である）。丸で囲まれているのは、約１５μｍ以下のサイズを有する局部的欠陥である。この欠陥は、実施例２のフルスケールテストからの摩耗したブレードの分析で見つかった最大のものである。滑り面は、図４ａに示されているのよりもかなり広く、このドクターブレードが品質問題を起こすことなく長時間にわたって印刷ユニット内で動作していたことを示す。

印刷テスト
ドクターブレードは、熱溶射によってＮｉＣｒＣｏマトリクス中のＣｒＣとＷＣとを備えるコーティングを鋼鉄細長片に施すことによって製造された。金属の１８ｗｔ％がＮｉ−Ｃｒ−Ｃｏ１２／３／３ｗｔ％である、ＣｒＣ−ＷＣ−金属４５／３７／１８ｗｔ％の粉末が、熱溶射のための原料として使用された。ＣｒＣの粒径は、約５μｍであり、ＷＣの粒径は、約２．５μｍであった（粒径分布平均、フィッシャーサブシーブサイザー（ＦＳＳＳ）標準）。これらのドクターブレードは、次の条件およびパラメータを用いて、フルスケールのフレキソ印刷機上で動作した実施例２のブレードと比較された。
機械：ＣｏｍｅｘｉＦｉ１６０−８ユニット
速度：２５０ｍ／分
アニロックスローラー（リニエーション）：Ａｐｅｘ（プロセスインクに対して４８０ｌ／ｃｍおよび白色インクに対して２００ｌ／ｃｍ）ならびに大多数のＳａｎｄｏｎｉ−Ｐｒｏ（プロセスインクに対して４８０ｌ／ｃｍおよび白色インクに対して２００ｌ／ｃｍ）
セル転写体積：プロセスインクに対して３．５ｃｍ³／ｍ²および白色インクに対して１０ｃｍ³／ｍ²
圧力：３バール
チャンバードドクターブレード：はい（負位置）
作業：白色およびプロセス
インク：溶媒ベースの白色および溶媒ベースのマゼンタ
粘度：２０”ＤＩＮカップ４
基材：透明箔（ＰＥ）
白色インクは、黒色を除き、プロセスインク（シアン−マゼンタ−黄色）よりも高い摩損性を有することが知られている。潜在的摩損性は、白色インクの場合で５から１０倍高いものとなり得る。

ＣｒＣベースのコーティングは、最高の印刷品質をもたらした。摩耗に関してより浸食的な環境では（インクの種類、アニロックス回転速度、ブレード接触圧力、インク量などによって影響される）、ＣｒＣ−ＷＣベースのコーティングは、許容可能な印刷品質および良好な生産性をもたらすことがわかった。

実施形態の第１の箇条書きリスト
１．アニロックスローラーと接触するためのドクターブレードであって、ドクターブレードは、前記アニロックスローラーと接触するように適合されているドクターブレードの長手方向領域に沿って、コーティングを設けられる、約０．３ｍｍ未満の厚さを有する平坦な細長い基部要素を備え、ここにおいて、コーティングは、金属マトリクスと、少なくとも約６５重量％の１つまたは複数のセラミックとを備え、およびここにおいて、コーティングは、０から６５重量％の炭化クロムを備える、ドクターブレード。
２．１つまたは複数のセラミックは１つまたは複数の炭化物セラミック、窒化物セラミック、および／または酸化物セラミックであり、炭化物セラミックは、好ましくは、１つまたは複数の金属炭化物、より好ましくは、炭化クロム、炭化タングステン、および炭化ケイ素のうちの１つまたは複数、最も好ましくは、炭化クロムと炭化タングステンのうちの一方または両方である、項目１に記載のドクターブレード。
３．１つまたは複数のセラミックは炭化クロムが間に存在する１つまたは複数の炭化物セラミック、好ましくは、炭化クロムが間に存在する１つまたは複数の金属炭化物、より好ましくは、炭化クロムと、炭化タングステンと炭化ケイ素のうちのどれもなし、一方、または両方である、項目１に記載のドクターブレード。
４．コーティングは、０から６０重量％の炭化クロム、好ましくは、０から３０重量％の炭化クロムを備え、より好ましくは、ここにおいてコーティングは、本質的に、炭化クロムを有しない、項目１から３のいずれか一項に記載のドクターブレード。
５．炭化クロムは、最大６５重量％まで、好ましくは０．１から６５重量％、より好ましくは１０から６０重量％、最も好ましくは１０から３０または３０から６０重量％の量でコーティング中に存在する、項目１から４のいずれか一項に記載のドクターブレード。
６．コーティングは、０から８５重量％、好ましくは０から６５重量％、より好ましくは０から５５重量％の炭化タングステンを備える、項目１から５のいずれか一項に記載のドクターブレード。
７．炭化タングステンは、最大９０重量％まで、好ましくは０．１から９０重量％、より好ましくは２５から８５重量％、最も好ましくは２５から５５または５５から８５重量％の量でコーティング中に存在する、項目１から６のいずれか一項に記載のドクターブレード。
８．炭化クロムおよび炭化タングステンは、１０から６０重量％のＣｒＣおよび２５から８５重量％のＷＣ、より好ましくは、１０から３０重量％のＣｒＣおよび５５から８５重量％のＷＣ、または３０から６０重量％のＣｒＣおよび２５から５５重量％のＷＣの量でコーティング中に存在する、項目１から７のいずれか一項に記載のドクターブレード。
９．炭化ケイ素は、最大９０重量％まで、好ましくは０．１から９０重量％、より好ましくは２５から８５重量％、最も好ましくは２５から５５または５５から８５重量％の量でコーティング中に存在する、項目１から８のいずれか一項に記載のドクターブレード。
１０．コーティングは、少なくとも約５重量％、好ましくは少なくとも約１０重量％の金属マトリクスを備える、項目１から９のいずれか一項に記載のドクターブレード。
１１．金属マトリクスは、ニッケル、コバルトもしくはクロム、またはその組合せ、好ましくはニッケルとクロムとを備える、項目１から１０のいずれか一項に記載のドクターブレード。
１２．コーティングは、約７０から９０重量％、好ましくは約７５から８５重量％の１つもしくは複数のセラミックを備える、項目１から１１のいずれか一項に記載のドクターブレード。
１３．コーティングは、約１５から６０μｍ、好ましくは、約３０から４０μｍの厚さを有する、項目１から１２のいずれか一項に記載のドクターブレード。
１４．基部要素は、鋼鉄細長片である、項目１から１３のいずれか一項に記載のドクターブレード。
１５．基部要素は、約０．１から０．２５ｍｍ、好ましくは、約０．１５から０．２５ｍｍの厚さを有する、項目１から１４のいずれか一項に記載のドクターブレード。
１６．前記アニロックスローラーと接触するように適合されているドクターブレードの長手方向領域に沿って丸い断面を有する、項目１から１５のいずれか一項に記載のドクターブレード。
１７．丸い断面は、約１０から５０μｍ、好ましくは、約２０から４０μｍ、より好ましくは、約２５から３５μｍの直径を有する、項目１６に記載のドクターブレード。
１８．前記アニロックスローラーは、セラミックコーティング、シェル、またはスリーブなどの、セラミック材料の表面層を有し、セラミック材料は、好ましくは、Ｃｒ₂Ｏ₃を主要成分として備える、項目１から１７のいずれか一項に記載のドクターブレード。
１９．アニロックスローラーと、アニロックスローラーと接触するためのドクターブレードとを備えるインク装置であって、ドクターブレードは、前記アニロックスローラーと接触するように適合されているドクターブレードの長手方向領域に沿って、コーティングを設けられる、平坦な細長い基部要素を備え、ここにおいて、コーティングは、金属マトリクスと、少なくとも約６５重量％の１つまたは複数のセラミックとを備え、およびここにおいて、コーティングは、０から６５重量％の炭化クロムを備える、インク装置。
２０．項目２から１４または項目１６から１８のいずれか一項のようにさらに定められている、項目１９に記載のインク装置。
２１．基部要素は、約０．３ｍｍ未満、好ましくは、約０．１から０．２５ｍｍ、より好ましくは、約０．１５から０．２５ｍｍの厚さを有する項目１９または２０に記載のインク装置。
２２．ドクターブレードの長手方向領域に沿って、コーティングを設けられる、平坦な細長い基部要素を備えるドクターブレードの使用であって、ここにおいて、コーティングは、金属マトリクスと、少なくとも約６５重量％の１つまたは複数のセラミックとを備え、およびここにおいて、コーティングは、フレキソ印刷では、好ましくはアニロックスローラーと接触するために、０から６５重量％の炭化クロムを備える、ドクターブレードの使用。
２３．項目１から２１のいずれか一項のようにさらに定められている、項目２２に記載の使用。

実施形態の第２の箇条書きリスト
１．アニロックスローラーと接触するためのドクターブレードであって、ドクターブレードは、前記アニロックスローラーと接触するように適合されているドクターブレードの長手方向領域に沿って、コーティングを設けられる、平坦な細長い基部要素を備え、コーティングは金属マトリクスと、炭化物セラミック、窒化物セラミック、または酸化物セラミックなどの、少なくとも約６５重量％のセラミックとを備える、ドクターブレード。
２．セラミックは、金属炭化物、好ましくは、炭化クロムである、項目１に記載のドクターブレード。
３．コーティングは、少なくとも約５重量％、好ましくは少なくとも約１０重量％の金属マトリクスを備える、項目１または２に記載のドクターブレード。
４．金属マトリクスは、ニッケル、コバルトもしくはクロム、またはその組合せ、好ましくはニッケルとクロムとを備える、項目１から３のいずれか一項に記載のドクターブレード。
５．コーティングは、約７０から９０重量％、好ましくは約７５から８５重量％のセラミックを備える、項目１から４のいずれか一項に記載のドクターブレード。
６．コーティングは、約１５から６０μｍ、好ましくは、約３０から４０μｍの厚さを有する、項目１から５のいずれか一項に記載のドクターブレード。
７．基部要素は、鋼鉄細長片である、項目１から６のいずれか一項に記載のドクターブレード。
８．基部要素は、約０．３ｍｍ未満、好ましくは、約０．１から０．２５ｍｍ、より好ましくは、約０．１５から０．２５ｍｍの厚さを有する、項目１から７のいずれか一項に記載のドクターブレード。
９．前記アニロックスローラーと接触するように適合されているドクターブレードの長手方向領域に沿って丸い断面を有する、項目１から８のいずれか一項に記載のドクターブレード。
１０．丸い断面は、約１０から５０μｍ、好ましくは、約２０から４０μｍ、より好ましくは、約２５から３５μｍの直径を有する、項目９に記載のドクターブレード。
１１．前記アニロックスローラーは、セラミックコーティング、シェル、またはスリーブなどの、セラミック材料の表面層を有し、セラミック材料は、好ましくは、Ｃｒ₂Ｏ₃を主要成分として備える、項目１から１０のいずれか一項に記載のドクターブレード。
１２．アニロックスローラーと、アニロックスローラーと接触するためのドクターブレードとを備えるインク装置であって、ドクターブレードは、前記アニロックスローラーと接触するように適合されているドクターブレードの長手方向領域に沿って、コーティングを設けられる、平坦な細長い基部要素を備え、コーティングは金属マトリクスと、炭化物セラミック、窒化物セラミック、または酸化物セラミックなどの、少なくとも約６５重量％のセラミックとを備える、インク装置。
１３．項目２から１１のいずれか一項のようにさらに定められている、項目１２に記載のインク装置。
１４．ドクターブレードの長手方向領域に沿って、金属マトリクスと、好ましくはアニロックスローラーと接触するために、フレキソ印刷において、炭化物セラミック、窒化物セラミック、または酸化物セラミックなどの少なくとも約６５重量％のセラミックを備えるコーティングを設けられる、平坦な細長い基部要素を備えるドクターブレードの使用。
１５．項目１から１３のいずれか一項のようにさらに定められている、項目１４に記載の使用。

Claims

セラミックコーティング、シェル、またはスリーブなどの、セラミック材料の表面層を有し、前記セラミック材料は、Ｃｒ ₂ Ｏ ₃ を主要成分として備える、アニロックスローラーと接触するためのドクターブレードであって、前記ドクターブレードは、前記アニロックスローラーと接触するように適合されている前記ドクターブレードの長手方向領域に沿って、コーティングを設けられる、０．３ｍｍ未満の厚さを有する平坦な細長い基部要素を備え、ここにおいて、前記コーティングは、金属マトリクスと、少なくとも６５重量％の１つまたは複数のセラミックとを備え、およびここにおいて、前記コーティングは、０から６５重量％の炭化クロムを備える、ドクターブレード。
前記１つまたは複数のセラミックは１つまたは複数の炭化物セラミック、窒化物セラミック、および／または酸化物セラミックである、請求項１に記載のドクターブレード。
前記１つまたは複数のセラミックは炭化クロムが間に存在する１つまたは複数の炭化物セラミックである、請求項１に記載のドクターブレード。
前記コーティングは、０から６０重量％の炭化クロムを備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のドクターブレード。
前記炭化クロムは、最大６５重量％までの量で前記コーティング中に存在する、請求項１から４のいずれか一項に記載のドクターブレード。
前記コーティングは、０から８５重量％の炭化タングステンを備える、請求項１から５のいずれか一項に記載のドクターブレード。
炭化タングステンは、最大９０重量％までの量で前記コーティング中に存在する、請求項１から６のいずれか一項に記載のドクターブレード。
炭化クロムおよび炭化タングステンは、１０から６０重量％のＣｒＣおよび２５から８５重量％のＷＣの量で前記コーティング中に存在する、請求項１から７のいずれか一項に記載のドクターブレード。
炭化ケイ素は、最大９０重量％までの量で前記コーティング中に存在する、請求項１から８のいずれか一項に記載のドクターブレード。
前記コーティングは、少なくとも５重量％の前記金属マトリクスを備える、請求項１から９のいずれか一項に記載のドクターブレード。
前記金属マトリクスは、ニッケル、コバルトもしくはクロム、またはその組合せを備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載のドクターブレード。
前記コーティングは、７０から９０重量％の前記１つもしくは複数のセラミックを備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載のドクターブレード。
前記コーティングは、１５から６０μｍの厚さを有する、請求項１から１２のいずれか一項に記載のドクターブレード。
前記基部要素は、鋼鉄細長片である、請求項１から１３のいずれか一項に記載のドクターブレード。
前記基部要素は、０．１から０．２５ｍｍの厚さを有する、請求項１から１４のいずれか一項に記載のドクターブレード。
前記アニロックスローラーと接触するように適合されている前記ドクターブレードの前記長手方向領域に沿って丸い断面を有する、請求項１から１５のいずれか一項に記載のドクターブレード。
前記丸い断面は、１０から５０μｍの直径を有する、請求項１６に記載のドクターブレード。
セラミックコーティング、シェル、またはスリーブなどの、セラミック材料の表面層を有し、前記セラミック材料は、Ｃｒ ₂ Ｏ ₃ を主要成分として備える、アニロックスローラーと、前記アニロックスローラーと接触するためのドクターブレードとを備えるインク装置であって、前記ドクターブレードは、前記アニロックスローラーと接触するように適合されている前記ドクターブレードの長手方向領域に沿って、コーティングを設けられる、平坦な細長い基部要素を備え、ここにおいて、前記コーティングは、金属マトリクスと、少なくとも６５重量％の１つまたは複数のセラミックとを備え、およびここにおいて、前記コーティングは、０から６５重量％の炭化クロムを備える、インク装置。
請求項２から１４または請求項１６から１７のいずれか一項に記載のドクターブレードを備える、請求項１８に記載のインク装置。
前記基部要素は、０．３ｍｍ未満の厚さを有する請求項１８または１９に記載のインク装置。
ドクターブレードの長手方向領域に沿って、コーティングを設けられる、平坦な細長い基部要素を備えるドクターブレードの使用であって、ここにおいて、前記コーティングは、金属マトリクスと、少なくとも６５重量％の１つまたは複数のセラミックとを備え、およびここにおいて、前記コーティングは、フレキソ印刷において、セラミックコーティング、シェル、またはスリーブなどの、セラミック材料の表面層を有し、前記セラミック材料は、Ｃｒ ₂ Ｏ ₃ を主要成分として備える、アニロックスローラーと接触するために、０から６５重量％の炭化クロムを備える、ドクターブレードの使用。
前記ドクターブレードは、請求項１から１７のいずれか一項に記載のドクターブレードである、請求項２１に記載の使用。