JPH04105940A - 印刷用給水ローラの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、オフセット印刷機に使用される給水ローラの
製造方法に関する。

〔従来の技術〕

版の水とインキの反発作用を利用したオフセット印刷に
おける版の表面には、インキの塗布に先立って給水ロー
ラによる湿し水が供給される。近時、印刷の高速度化・
高品質化に伴って、版面に対する湿し水の供給は、連続
給水方式が主流となり、その給水ローラとして、胴部表
面にクロムめっきを施したものが主として使用されてい
る。

版面における水とインキの適正なバランスの成否は印刷
品質を左右する重要な因子であり、このため給水ローラ
の胴部表面に均一な薄い水膜を形成して版面に対する給
水を行うことが必要である。

上記クロムめっきローラは、良好な耐摩耗性を有してい
るが、親水性に乏しい（水の接触角：約７８°）ので、
その湿し水としてアルコール３〜１５％を添加した水が
使用されている。アルコールの添加によりローラ表面に
対する濡れ性が高められ薄い−様な水膜を形成すること
が可能となるが、労働安全衛生の見地から、その使用を
極力少なくすることが要望されている。

この要望に応える給水ローラとして、胴部表面に、アル
ミナ（ＡＡ２０３）やクロミア（Ｃｒ２Ｃ）＋）等のセ
ラミックの溶射皮膜を形成したローラが提案され、その
実用化の試みがなされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記アルミナやクロミア等のセラミックの溶射皮膜を表
面層として形成した給水ローラは、良好な親水性を有し
、クロムめっきローラと異なって湿し水のアルコール添
加を必要とせず、またその膜面ば耐摩耗性にもすぐれて
いる。

しかし、そのローラ表面は水切り性が悪く、水上り過剰
となり易いため、クロムめっきローラを使用する場合に
比べて、版の表面におけるインキと水の適正なバランス
を維持することが困難である。

また、上記給水ローラは、使用中に有機物や印刷インキ
等の異物の付着による表面汚染を生じ易いという欠点が
ある。表面汚染を生じると、水の濡れに変化が生じ、安
定な給水機能が損なわれる。

このためローラ表面を再生するための洗浄処理を頻繁に
行わねばならず、ローラメンテナンスに多大のコストと
労力を必要とするとともに、印刷能率の低下を余儀なく
される。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、ローラ表面
の水切り性が良好で、表面汚染も生じにくく、良好な給
水機能が安定に保持されるセラミック皮膜を有する給水
ローラの製造方法を提供する。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明の給水
ローラの製造方法は、ローラ胴部の金属基材の表面に、
溶射によりセラミック皮膜を形成したのち、熱間静水圧
加圧焼結処理に付してセラミック皮膜を緻密化し、しか
るのちセラミック皮膜面に機械加工を施すことを特徴と
している。

本発明方法により製造される給水ローラの表面のセラミ
ック皮膜は、熱間静水圧加圧焼結処理により圧縮緻密化
されているので、研摩加工により、その膜面には、溶射
皮膜を大きく凌（高度の表面粗度が与えれらる。

従来の給水ローラにおけるセラミック皮膜は、溶射のま
・であり、多数の気孔を含み緻密性に乏しいため、研摩
加工を加えても、その膜面に微小ボアが多数散在してい
る。従来のセラミックローラが、水切り性が悪く水上が
り過剰となり易いのは、その膜面に多数の微小ボアが開
口しているからであり、また使用中に異物の付着による
汚染を生じ易いのも、微小ボアが多数散在していること
に因る。

これに対し、本発明方法により製造される給水ローラの
セラミック膜面ば緻密で、溶射皮膜におけるような微小
ボアが存在しないので、水切り性が良好で、かつ表面汚
染も生じにくい。ちなのに従来の給水ローラのセラミン
ク皮膜（溶射皮膜）では、研摩加工を加えても、Ｒａ約
０．２μｍ、Ｒｍａｘ約２μ約２変 の平滑面に仕上げることは不可能であり、これに対し本
発明方法による給水ローラのセラミック皮膜は、研摩加
工により、Ｒａ約０．１μｍ以下、Ｒｍａｘ約１６０μ
ｍ以下の表面粗度が与えらる。

次に本発明方法について工程順に説明する。

ローラ胴部の金属基材は、従来より使用されているもの
と異ならず、例えば炭素鋼等からなる円筒体であり、そ
の外周面には、常法により基材表面に対する溶射皮膜の
密着性を高めるためのサンドブラスト等による粗面化加
工が必要に応じて施こされる。

また、金属基材とセラミックとは、熱膨張係数にかなり
の差があり、熱衝撃が加わるとセラミック層が剥離する
原因となるので、セラミックの溶射に先立ち、金属基材
の表面にアンダコートとして、所望により両者の中間的
な熱膨張係数を有する金属の皮膜が形成される。

アンダコートの材質の選択は任意であるが、例えばＣｒ
含有量１０〜３０％のＣｒ−Ｎｉ合金１，ＩＭ２含有量
５〜１０％のＡ　ｆｌ−Ｎ　ｉ合金、あるいはＣｏ−Ｃ
ｒ−Ａｆｆ−Ｙ合金（Ｃｒ：２６〜３２％，Ａｊ２：４
〜ｓ％Ｙ：０．５〜２％，　Ｃｏ：Ｂａ１）　、Ｎ１−
Ｃｒ−Ａｆｆ−Ｙ合金（Ｃｒ：１９〜２５％，　Ａｆｆ
＋８　〜１２％，Ｙ：０．５〜２％，Ｎｉ：Ｂａ１）等
が挙げられる。これらの金属からなるアンダコートは、
基材−セラミック間の熱膨張差緩和層として機能するほ
か、耐食性にずくれているので、給水ローラの実使用過
程において、セラミック皮膜の微細空隙を透過して湿し
水が侵入した場合の金属基材に対する水の接触を遮断し
，金属基材の腐食（基材表面が腐食すると、セラミック
皮膜に膨れを生じ、セラミック皮膜の剥離損傷を免れな
い）を防止する機能を果たす。

また、上記金属皮膜は比較的軟質であるので、基材表面
とセラミック皮膜との界面の密着力の強化にも奏効する
。アンダコートは溶射により形成することができる。

ロールの表面層を形成するセラミックは、代表的にはア
ルミナ、クロミア、シリカ等であるが、これに限定され
ず、水に対する所要の濡れ性を有するものであれば任意
に使用することができる。

その溶射皮膜の形成に、特別の条件や制限はなく、水プ
ラズマ法、ガスプラズマ法、アーク法、ジェットコート
法等の公知の方法により行えばよい。

使用するセラミックの粒子径は、平均粒径的１０〜４４
μｍの範囲のものが適当である。

セラミック皮膜を溶射形成したのち、カプセル材で被包
し、脱気密封して熱間静水圧加圧焼結処理を施す。その
加圧・加熱条件下に、セラミック皮膜の構成粒子に塑性
流動が生じ、皮膜内の気孔が減少する。適正な処理条件
は、セラミンクの材質により異なるが、温度約１１００
〜１３００°Ｃ１加圧力約８０〜１５０ＭＰａに適当時
間（例えば１〜５Ｈｒ）保持するごとにより、セラミッ
ク皮膜の十分な圧縮緻密化を達成することができる。な
お、処理後の冷却は、セラミック皮膜の亀裂防止等の点
から、炉中にて緩慢冷却（例えば１００°Ｃ／ｌｌｒ以
下）するのが好ましい。

熱間静水圧加圧焼結処理の後、カプセル材を除去し、機
械加工を加え、別途用意したローラ軸を取付け、ついで
セラミンク皮膜の表面に研削・研摩加工を加える。研摩
仕上げは、例えば円筒鏡面加工機において、＃　４００
０程度の砥石を使用して行われる。

なお、皮膜材料としてアルミナセラミックを使用する場
合、溶射ま・の皮膜はη−Ａｊ２２０．を主体とし、少
量のα−Ａｆｆｉ２０．が混在した混和皮膜であるが、
熱間静水圧加圧焼結処理により、その皮膜はα−Ａｆｆ
、０３単相皮膜となる。αＡ／２２０３単相皮膜は上記
混和皮膜に比し硬度が高く、また水の濡れ性もや為高い
。

本発明による給水ローラのセラミック皮膜およびアンダ
コート等の膜厚は任意であるが、セラミック皮膜は、約
０．１〜１ｍｆｒｌ、アンダコートは約０゜１〜０　、
３　ｍｍ程度であってよい。

〔実施例〕

ＣＩ）給水ローラの製造 胴部基材として炭素鋼円筒体（外径：１００ｍｍ長さ：
１０００ｍｍ、肉厚：５ｍｍ）の表面にサンドブラスト
を施したのち、アンダコートとして２ｏ％Ｃｒ８０％Ｎ
ｉからなる皮膜を形成し、ついでその膜面にアルミナセ
ラミック（平均粒径：３０μｍ）の溶射皮膜を形成した
。各皮膜の形成はいずれもガスプラズマ溶射法により行
った。

上記溶射の後、ステンレス鋼製カプセル材に入れ、脱気
・密封後、熱間静水圧加圧焼結処理に付した。加熱温度
：　１３００″ｃ２加圧カニ　１００台Ｐａ、処理時間
：６０分。処理後の冷却は、炉中冷却とし、１５時間を
要して常温まで降下させた。

カプセル材を除去し、基材円筒体の内面に機械加工を加
え、両開口端に別途用意したローラ軸を嵌着した。つい
でセラミック皮膜の表面に対し、まず円筒研削盤により
、＃１００砥石を用いて研削を行い、次に円筒鏡面加工
機により、＃４０００４０００砥し研摩仕上げを施した
。これをローラＡとする。そのセラミック皮膜（α−Ａ
ｊ２２０３）の膜厚は０．３ｍｍ、アンダコート膜厚は
０．１ｍｍである。

比較例として、セラミック皮膜を溶射形成した後の熱間
静水圧加圧焼結処理を省略してその膜面に上記と同じ研
削・研摩加工を行ってローラＢを得た。セラミック皮膜
の膜厚は０．３＋＋＋ｍ、アンダコート膜厚は０．１ｗ
ｒｌである。なお、そのセラミック皮膜はη−Ａｊ２２
０３に少量のα−Ａ　Ｅ　ｚ　Ｏ’ｓが混在した混和組
織を有している。

（ＩＩ〕ローラ表面の粗度 上記ローラＡおよびＢについて、気孔率、および軸方向
に等間隔の３個所および径方向２個所の計６個所におけ
る表面粗さを測定し次の結果を得た（表面粗さ計：ミッ
トヨサーフテスト２０１を使用）。

気孔率　　　Ｒａ（μｍ）　　　Ｒｍａｘ（μｍ）ロー
ラＡ　　　５％　　０．０８（平均）　　１．０（最大
）（発明例） ローラＢ　　　１４％　　０．２（平均）２．０（最大
）（比較例） ［１］Ｉ）実機使用試験 上記ローラＡ（発明例）およびローラＢ（比較例）を、
同一条件のオフセット平版印刷用湿しローラとして使用
。

ローラＡ（水の接触角：約３０°）およびローラＢ（同
：約３５°）の水の濡れ性はともに良好であるが、ロー
ラＡは水切り性がよく、ローラＢと異なって過剰の水上
りがなく、適正な給水機能を示した。

また、連続使用過程において、ローラＡの表面の印刷イ
ンキ等の付着による汚染の進行は、ローラＢのそれに比
し著しく緩慢・軽微であり、長時間に亘って安定な給水
機能が保持された。その胴部表面の洗浄を要するまでの
連続使用時間は供試ローラＢの約５倍以上（平均）であ
り、またその洗浄処理は簡単な水洗いにより容易かつ完
全に行うことができた。

〔発明の効果〕

本発明方法により製造される給水ローラは、良好な親水
性を有すると共に水切り性も良いので、適正な給水機能
が確保される。しかもその表面は有機物や印刷インキ等
の異物の付着汚染の影響が少ないので給水機能が長期に
亘り安定に保持される。また汚染が生じても、簡単かつ
完全に清浄な表面に再生することができるので、ローラ
メンテナンスの大幅な軽減と印刷能率および印刷品質の
向上環の効果が得られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ローラ胴部の金属基材の表面に溶射によりセラミッ
   ク皮膜を形成したのち、熱間静水圧加圧焼結処理に付し
   てセラミック皮膜を緻密化し、しかるのちそのセラミッ
   ク膜面に機械加工を施すことを特徴とする印刷用給水ロ
   ーラの製造方法。