JPH04503035A - スクリーンシリンダ及び該スクリーンシリンダの製造方法 - 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】 スクリーンシリンダ及び該スクリーンシリンダの製造方法本発明は第１には、相 互にぴったりと接触している平滑な金属ベースシリンダと孔が設けられた金属外 側シリンダとを備えたスクリーンシリンダに係わる。

このようなスクリーンシリンダは、本出願人の欧州特許出願第８５２００６２１ ．２号（公開第０．１６０．３４１号）から公知である。

上記特許出願明細書は、薄肉金属スクリーン印刷ステンシルが平滑な円筒形ロー ラの周囲に配備されたスクリーンローラを製造する方法及び装置を開示している 。

取り付けはまず、使用されるスクリーン印刷ステンシルの孔をシール剤で封止し 、次いでこのように形成され封止されたシリンダを、圧縮媒体を用いて、使用さ れる圧縮媒体用の出口開口が滑動作業を開始する端部にこのために設けられてい る平滑なローラ上で滑動させること仁より行われる。

このようなスクリーンローラは例えば印刷装置におけるインク転写ローラとして 使用される。

従って表面に多数の凹部が設けられたかかるローラは実質的に使用されるインク と接触される。インクは槽内にあり、接触したときに凹部を充填する。ローラ表 面の凹部内にのみインクが残るように、過剰なインクはスクリーンローラの表面 からドクターナイフを使用して掻き取られる。

このようにインクが充填されたローラは、回転方向でドクターナイフに従う箇所 で、例えば使用されたオフセット機械のゴム製ブランケットまたはフレキソ印刷 ローラのようなスクリーンタイプインクコーティングが賦与されるべき基板と接 触させられる。更にスクリーンローラは、移動している用紙または繊維製品ウェ ブの表面上にインクまたは印刷媒体塗料を塗布するために使用することもできる 。

上述のスクリーンローラを使用している間、ベースシリンダと外側シリンダとは 相互にぴったりと接触しているが、相互に連結されてはいない。

このような構成は、微粉末顔料を含むインクを使用する場合には時間の経過に伴 なって、外側シリンダのダムと平滑な金属ベースシリンダとの間に顔料の付着が 起こり得る。

インクのタイプを変えるときには、先に使用したインクに由来するこのような顔 料残渣は、次に使用するインクの汚染物となり得、これは望ましくない。

更に荷重が大きいと外側シリンダはベースシリンダに対して変位することがあり 、所謂「すり抜け（ｒｕｎｎｉｎｇ）　Ｊが起こる。

本発明の目的は上記問題点の解決策を提供することであり、該解決策は、上述の スクリーンシリンダにおいてベースシリンダ及び外側シリンダをはんだ付は接合 によって相互に連結することを特徴とする。

本明細書により明らかに示されるように、本発明によれば、はんだを外側シリン ダのダムの内側とベースシリンダの外側とに選択的に与え、ベースシリンダと外 側シリンダとを相互に緊密に接触させた後に、平滑なベースシリンダと孔付きの 外側シリンダとの間にはんだ付は接合が生成されるような適当な温度の処理によ って前記はんだを賦活し得ることが判る。

このように形成されたはんだ付は接合は絶対的シールとして作用し、ベースシリ ンダと外側シリンダとの間のいかなる形態の顔料付着の問題ももはやなくなる。

認められる別の長所は、ベースシリンダと外側シリンダとの間にはんだ付は接合 を賦与することにより、スクリーンローラの大きな機械的荷重の際に起こり得る ようなベースジリングに対する外側シリンダの「すり抜け」は、もはや起こり得 ないことである。

別の長所は、はんだ付は接合がベースシリンダと外側シリンダとの間の導電性接 続を形成することであって、これは、後述するように、ベースシリンダ及び外側 シリンダの組立て体において所定の電気化学作業を使用し得ることを意味する。

特に、本発明に従うスクリーンシリンダにおけるはんだ付は接合は錫またはｇ／ 鉛のはんだ付は接合である。

本発明に従うスクリーンシリンダにおけるベースシリンダは、充実金属シリンダ 、厚肉中空シリンダまたは薄肉中空シリンダから便宜的に選択される。

ベースシリンダのタイプに従って、本発明に従うスクリーンシリンダは所定の用 途に適するであろう。

もしベースシリンダが充実金属シリンダであれば、これを用いて形成されたスク リーンシリンダはインク転写ローラとして極めて適する。

しかしながらこのようなスクリーンシリンダは、電鋳用の型を形成するための母 型として使用することもできる。

金属回転スクリーン印刷ステンシルを形成するためには、出発点はその表面内に 凹部が形成される円筒形ローラであり、凹部の分布は、形成されるべき回転スク リーン印刷ステンシルにおける孔のパターンに対応する。ローラにある凹部は、 硬化性の電気的絶縁樹脂で充填される。パターンをなす絶縁場所が賦与されたロ ーラを、回転スクリーン印刷ステンシルの形成のために、金属の電着用の洛中に カソードとして入れ、次いで金属をローラ上に析出させる。析出金属は、電気的 絶縁場所間にある金属ダム上に堆積し、電気的絶縁場所の一部分の上にも広がり 得る。電解プロセスが完了したら、こうして形成された析出層を円筒型から取り 外すことができ、従って回転スクリーン印刷ステンシルが製造される。

即ち、本発明に従うスクリーンシリンダにおいてベースシリンダが充実金属シリ ンダの場合には、このようなスクリーンシリンダは、その表面にある凹部を電気 的絶縁樹脂で充填した後に、例えばニッケルでできたシームレス金属スクリーン 印刷ステンシルを形成するための型として極めて有用である。

ベースシリンダが中空厚肉シリンダである場合には、かかるシリンダをシャフト の周囲に適当な端部プレートによって適当に締め付けてから、このスクリーンシ リンダをインク転写ローラとして使用することができる。この場合にも、孔を充 填し、スクリーンシリンダを、例えば回転スクリーン印刷ステンシルを形成する ための母型として使用することができる。

ベースシリンダが薄肉中空シリンダである場合には、形成されるスクリーンシリ ンダは、支持シリンダの上に取り付けてからでないとそれを使用することはでき ない、このような比較的薄肉の円筒形品の支持シリンダの周囲への取り付けはそ れ自体は公知であり、これを実施するためには、止揚の本出願人の欧州特許出願 第８５２００６２１．２号を参照されたい。

この形態においてもかかるスクリーンシリンダはインク転写ローラとして使用す ることができる。電解用の型を形成するための母型としてスクリーンシリンダを 使用するためには、使用される電源のカソードとスクリーンシリンダとの間に導 電接続が形成されねばならない、担持シリンダ煽金属シリンダであるならば、担 持シリンダとスクリーンシリンダとの間で導電接続が生じ得、使用した直流電流 装置のカソード極は、例えば担持シリンダのシャフトに接続される。

外側シリンダをベースシリンダの周囲に取り付けるためには、ベースシリンダが 充実または厚肉中空のシリンダであれば、止揚の公開番号第０．１６０，３４０ 号を有する欧州特許出願に記載の方法を使用することができる。即ち、外側シリ ンダの孔を一時的に封止し、それをベースシリンダの周りで圧縮媒体によって滑 動させる。ベースシリンダが例えば薄肉のニッケルスリーブのような中空薄肉シ リンダであるならば、ベースシリンダを所謂背形に成形することができ、次いで 外側シリンダをその周りで滑動させることができる。

背形に保持されているベースシリンダをそれから解放すると、ベースシリンダは その元々の円筒形状をとり、ベースシリンダの外側表面は外側シリンダの内側表 面に当接するようになる。

全ての場合に、外側シリンダの内径はベースシリンダの外径より僅かに小さいが 、しかしながら、外側シリンダが接触に対して示さねばならない伸びは外側シリ ンダの弾性の範囲内にあらねばならない。

更に本発明は、平滑な金属ベースシリンダと孔が設けられた金属外側シリンダと を相互に密に接触させる、スクリーンシリンダを製造する方法にも係わる。

本発明に従うかかる方法は、スクリーンシリンダを組み立てる前に、外側シリン ダの内側表面及び／またはベースシリンダの外側表面に、単独でまたは組合わさ ってはんだ付は接合を形成し得る１つ以上の金属層を賦与し、ベースシリンダと 外側シリンダとを相互に接触させてから、このように形成した組立て体に、前記 層のはんだ付は接合の融点より少し高い温度で熱処理を実施することを特徴とす る。

外側シリンダの表面及び／またはベースシリンダの外側表面に、はんだ付は可能 な中間層を形成するために金属層を賦与することもできる。はんだ付は可能な層 を形成するためには、スクリーンシリンダのエレメントの１つの上に適当な厚さ の単一層が考えられる。

形成されるべきスクリーンシリンダのエレメントの各々に金属層を与えることも できる。

上記金属層は、単一の金属または金属の組合せで構成することができる。更に、 ベースシリンダ及び外側シリンダの両方に金属層を与え、これら２つの層の金属 は異種であるが、組み合わさってはんだ付は接合を形成し得るものでとすること ができる。しかしながら金属または金属の組合せは、２５０℃を越えない温度で はんだ付は接合が形成されるようなものであらねばならない。

特に、ベースシリンダと外側シリンダとの組立て体を形成する前に、与えた金属 層の少なくとも一方をフラックス化合物で被覆する。

このようなフラックス化合物は一般に知られており、はんだ層化合物の優れた流 動挙動を得るために使用される。

かかるフラックス化合物は単純に溶液から、例えばローラ塗り方式によって、は んだ付は接合の形成のために与えられた層に塗布することができる。しかしなが らフラックス層化合物はスプレーまたははけ塗りによって塗布することもできる 。使用するはんだ層材料は例えば錫または鉛／錫とすることができるが、他のは んだ化合物を使用することもできる。外側シリンダの材料がニッケルであるなら ば、実用的にははんだ付は温度の上限は２５０℃に設定される。

使用されるべきはんだフラックスは一般に、所定の金属塩、樹脂成分及び湿潤剤 を含む粉末または液体化合物である。このようなフラックスの作用は、はんだ付 は温度における還元またはコンディショニング作用である。はんだ付は接合層が 外側シリンダ及びベースシリンダの両方によく接合するように、クリーニングと 活性化とを兼ねて、はんだ付は金属層を塗布する前に両エレメントをよく脱脂す ることが極めて望ましい、所謂銅またはニッケルストライクを適用することによ り極めて優れた固着性が保証され得る。

これは、最大の厚さが１ミクロンの電気めっき鋼またはニッケル層である。

実施されるべき熱処理は、例えば不活性ガス雰囲気または弱い還元ガス雰囲気と し得る保護気体雰囲気があるオーブン内で実施することが好ましい。

ベースシリンダが所謂スリーブ、即ち比較的薄肉の金属シリンダである場合には 、熱処理を実施するために、スリーブと回転スクリーン印刷ステンシルの形態の 外側シリンダとの組立て体を、例えば玉揚の欧州特許出願第１，１６０．３４１ 号に記載のごとく、内部加熱手段を有するシリンダ上に締め付ける０次いでスク リーンシリンダ組立て体を含むシリンダを、例えば石英放熱器を備えた放射線照 射オーブン内に入れる。

必要であれば追加フラックスを加えた後に、前述のごときオーブン内に保護気体 または弱い還元作用を有する気体を存在させ、はんだ付は接合を形成するプログ ラムを実行する。

はんだ付は接合を形成した後、ベースシリンダ及び外側シリンダの組立て体を便 宜的に冷却し、存在する過剰なフラックスを除去するために洗浄する。

冷却は約３５℃の温度まで行なうのが極めて有利であり、この温度で洗浄作業を 実施する。

上記プロセスを実施する間、後にはんだ付は接合を形成せねばならない層を賦与 するために、電着によって与えられる金属層を使用することもできる。金属層を 無電解堆積することもできるし、別の可能性としては、粉末形態の適当な金属を 結合剤中に配合した層を賦与することもできる。

このような場合の結合剤は便宜的にフラックス化合物を含むこともできる。

熱処理を適用するためには便宜的に加熱オーブンを使用する。誘導加熱、レーザ 処理などの他の熱供給方法も可能である。

ベースシリンダが所謂スリーブであるならば、適当な担持ローラはスクリーンシ リンダの最終用途に対して選択される必要があり、この場合ではそれは、周囲に ステンシルを有するスリーブが圧縮空気を使用してその上を滑動し得る剛性ロー ラとすることができるが、当該分野において他の張力維持可能なローラも使用し 得る１本発明に従うスクリーンシリンダの主な長所は、孔付きの外側シリンダを 適当に選択することにより、通常のスクリーンシリンダローラにおいて得られる 単位面積当たりの凹部容積から所望通り偏差し得る単位面積当たりの凹部容積を 得ることができることである。

通常のスクリーンシリンダローラには、フライスホイールを用いた機械加工また はエツチングによって表面に凹部が設けられている。

本出願人の欧州特許出願第８５２００６２１．２号に記載のスクリーンローラに も、また本発明のスクリーンシリンダにも当てはまるように、例えば、通常の方 法で製造されるスクリーンローラにおけるよりも実質的に大きい単位面積当たり の凹部容積を得ることができる。

以下、添付の図面を参照し本発明を説明する。

−図１は、ベースシリンダが厚内中空シリンダによって形成されているスクリー ンシリンダの壁の一部分を通る概略横断面図であり、 一図２は、ベースシリンダが薄肉中空シリンダであり、スクリーンシリンダが厚 肉中空シリンダ上に取り付けられているスクリーンシリンダの壁の一部分を通る 横断面図であり、 一図３は、電鋳によって回転スクリーン印刷ステンシルを形成するための型とし て使用される、図１に従うスクリーンシリンダの壁の一部分を通る横断面図であ り、−図４は、薄肉のベースシリンダと薄肉の外側シリンダとの組合せの概略を 示す図である。

図１は、例えば厚内の銅でできたベースシリンダ１を示す、外側シリンダは２で 示されており、周囲６４ｃｍ、長さ２ｍ及び厚さ約１００μｍのニッケルででき た回転スクリーン印刷ステンシルによって形成されている。

ベースシリンダ１とステンシル２の内側とには、いずれも厚さが約１５μｍの錫 層が電着によって賦与されている。

後続のはんだ付は接合層の固着性を向上するためには、２つの錫層を賦与する前 に最大の厚さ１μｍを有する所謂銅ストライクを使用する。

ベースシリンダ及び外側シリンダ２の組立て体を処理することにより、はんだ付 は接合層４が形成される。熱処理は約２５０℃の温度で行なった。ベースシリン ダと外側シリンダとの組立て体を、加熱した後にこの温度に約５分間維持した。

使用したオーブンは窒素雰囲気を有した。

はんだ付は接合を形成した後、形成されたスクリーンシリンダを約３５℃に冷却 し、その後それを、与えたフラックスの過剰な分を除去するために水で洗浄した 。

図２は、壁厚的２００μｍ、周囲６４μｍ及び長さ約２ｍを有するシームレスニ ッケルスリーブによって形成されているベースシリンダを示す、外側シリンダは 、特には１００〜２５０メツシユ（メツシュ＝長さ１インチ当たりの孔の数）、 一般には６０〜５００メツシユとし得る、所望通りに選択し得る細度を有する回 転スクリーン印刷ステンシルである。

スクリーンシリンダを形成した後にはそれを厚内中空担持シリンダ３上に、先に 述べたエアスライドオン技術によって取り付ける。

区３から、ベースシリンダ１には、シームレス金属回転スクリーン印刷ステンシ ルの形態の外側シリンダ２が備わっていることが判る。外側シリンダ２のベース シリンダへの固着を保証するはんだ付は接合層４は、熱処理を実施することによ り形成される。参照番号５は、外側シリンダにある凹部が絶縁性樹脂材料で充填 されていることを示す、樹脂材料の表面は、スクリーン材料２のダムの上面と平 らである。このようなシリンダを例えば電気めっきニッケル洛中にカソードとし て挿入すると、外側シリンダのダム上に金属が析出し、電気分解の継続時間に応 じて、絶縁部位５上にも成長する０例えばクロムを外側シリンダ２のダムに塗布 することによりこのような型を適当に前処理し、成長作業の間に使用した処理条 件の結果として型上に析出したニッケル析出層のような金属堆積層を、これに適 した装置を使用して型から取り外すことができる。

図４は、薄肉ベースシリンダ１と薄肉外側シリンダ２とを組み合わせる方法を示 す、ニッケルスリーブのようなベースシリンダをこのために所謂背形にする。十 分な長さの外側シリンダで背形がもたらされ、これに適した装置によって維持さ れる１本発明に従って形成されたスクリーンシリンダは、所望であれば、スクリ ーンシリンダの所望の最終特性を得るためにユーザによる更なる処理を実施する ことができる０例えばインキローラとしてシリンダを使用する間のドクターナイ フの作用の結果としての摩耗を減らすのに有効である錫／ニッケル層のような耐 摩耗層をその表面に賦与するために、仕上がったスクリーンシリンダに追加の電 着作業を実施することもできる。

このようなシリンダには、特定の孔の形態を変更もしくは強調するため及び／ま たは単位面積当たり特定の凹部容積を仮定してそれを更に増大するために、エツ チング作業を実施することもできる。

更にスクリーンのダムの上面を、よりゆっくりとエツチングする金属、例えばＮ ｉスクリーン上にはＣｕで、またはエツチングされない金属でコーティングする ことにより、スクリーンシリンダに単位面積当たりより大きな凹部容積を与える ことができる。この場合にはダムの高さは維持され、頂部におけるダムの幅も維 持され、しかしながらダム側部は強力にエツチングされ、その結果大きな凹部容 積が得られる。ダムの幅を維持することにより、スクリーンシリンダのツール寿 命は変更されないままである。上述のエツチング作業は勿論のこと、外側シリン ダにはんだまたははんだ成分を賦与する前に実施することができる。スクリーン シリンダが型として使用されるのであれば、先に述べた通り、例えば電鋳によっ てスクリーン印刷ステンシルを形成するためには所望であればエツチングによっ てダムの幅をその頂部において小さくすることができ、その結果、形成されるス テンシルの仕様に関連し、追加有効パラメータが得られる。

特にベースシリンダが薄肉シームレス金属シリンダであり且つ外側シリンダがシ ームレス金属回転スクリーン印刷ステンシルであるスクリーンシリンダを使用す ることにより、極めて迅速な交換手段が得られ、これによって、単に担持ローラ 上に取り付けるスクリーンシリンダを交換することにより、使用するスクリーン ローラの特性を所望通りに変えることができる。

本発明に従うスクリーンシリンダは、はんだ付は温度以上の温度に加熱すること によりベースシリンダと外側シリンダとに再度分割することができる。ベースシ リンダは再度使用することができる。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成３年７月３１日■

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．相互にぴったりと接触している平滑な金属ベースシリンダと孔が設けられて いる金属外側シリンダとを備えたスクリーンシリンダであって、前記ベースシリ ンダ（１）及び外側シリンダ（２）がはんだ付け接合（４）によって相互に連結 されていることを特徴とするスクリーンシリンダ。
2. ２．前記はんだ付け接合（４）が錫または錫／鉛はんだ付け接合であることを特 徴とする請求項１に記載のスクリーンシリンダ。
3. ３．前記ベースシリンダ（１）が、充実金属シリンダ、厚肉中空シリンダ及び薄 肉中空シリンダからなる群から選択されることを特徴とする請求項１または２に 記載のスクリーンシリンダ。
4. ４．平滑な金属ベースシリンダ（１）と孔が設けられた金属外側シリンダ（２） とが相互にぴったりと接触しているスクリーンシリンダを製造する方法であって 、該スクリーンシリンダを組立てる前に、前記外側シリンダ（２）の内側表面及 び／または前記ベースシリンダの（１）の外側表面に、単独でまたは組み合わさ ってはんだ付け接合を形成し得る１つ以上の金属層を賦与し、前記ベースシリン ダ（１）及び外側シリンダ（２）を相互に接触させた後に、このように形成した 組立て体に、はんだ付け接合を形成する前記層の融点より僅かに高い温度で熱処 理を実施することを特徴とする方法。
5. ５．前記熱処理が、２５０℃以上の温度で実施されることを特徴とする請求項４ に記載の方法。
6. ６．前記ベースシリンダ（１）及び前記外側シリンダ（２）の組立て体を形成す る前に、賦与した金属層の少なくとも１つをフラックス化合物でコーティングす ることを特徴とする請求項４に記載の方法。
7. ７．前記熱処理が、保護気体雰囲気があるオーブン内で実施されることを特徴と する請求項４から６のいずれか一項に記載の方法。
8. ８．前記保護気体雰囲気が、不活性ガス不活性及び弱い還元ガス雰囲気から選択 されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. ９．前記熟処理に続いて冷却した後に、存在する過剩な量のフラックス化合物を 除去するために、前記ベースシリンダ（１）及び前記外側シリンダ（２）の組立 て体に洗浄作業を実施することを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記 載の方法。
10. １０．前記冷却が約３５℃まで行われることを特徴とする請求項９に記載の方法 。
11. １１．単位面積当たりの凹部容積を増大するために、前記スクリーンシリンダに エッチングまたは選択的エッチング作業を実施することを特徴とする請求項４か ら１０に記載の方法。
12. １２．前記外側シリンダ（２）の頂部におけるダムの幅をエッチング作業によっ て小さくすることを特徴とする請求項１１に記載の方法。