JPH07284713A - 乾燥ユニット、グラビア印刷機又は塗工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】インキ・塗工液の乾燥ムラによる乾燥被膜表面
の光沢ムラやその他の物性上のムラ等の諸問題が無く、
残留溶剤を極めて少なくすることができ高品質の印刷物
・塗工物を得ることができる、乾燥ユニット、及びグラ
ビア印刷機又は塗工装置を提供する。 【構成】印刷機に設置されるガイドローラーサポート式
の乾燥ユニット１において、前記ガイドローラ２の表面
層を多孔質構造とし、かつ表面層の熱伝導率ｋを１．０
ｗ／ｍ・Ｋ以下とした乾燥ユニット１、又はその乾燥ユ
ニット１を有するグラビア印刷機、又はその乾燥ユニッ
トを有する塗工装置によって達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は乾燥ユニット、グラビア
印刷機又は塗工装置に関する。特に、薄い基材に対して
均一な物性の被膜を形成すべく、印刷、塗工を行う場合
に極めて有用な乾燥ユニット、グラビア印刷機又は塗工
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、グラビア印刷機・塗工装置等にお
いて紙、プラスティックフィルム等の基材に印刷・塗工
されるインキ・塗工液には有機溶剤、水等の溶剤が含ま
れており、これを乾燥させて基材上に乾燥被膜を得るた
めに用いられる乾燥ユニットとしては、主として熱風乾
燥方式の乾燥ユニットが用いられている。

【０００３】この熱風乾燥方式の乾燥ユニットにおいて
は、基材上の被膜の物性が安定するように、被膜中の残
留溶剤をできるだけ低くする必要性から乾燥効率を向上
させるための処置が種々行われている。例えば、乾燥ユ
ニットを複数のゾーンに分割して、乾燥の初期において
は多量の溶剤が沸騰して被膜中の気泡ができるのを防ぐ
ため乾燥温度を低め風量を高めとし、乾燥の後期におい
ては被膜中に僅かに残された溶剤を追い出すために乾燥
温度を高め風量は低めとする。そして実用上は、印刷速
度を上げて生産性を向上させたい、機械の設置条件があ
るなどの制約があって乾燥ユニットのサイズは小さくし
たい、というような条件を加味する必要があり、効率良
く高速で被膜中の残留溶剤を減少させるために、乾燥温
度をできるだけ高温に設定することが行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高温度
の熱風による乾燥条件下においては、また特に薄い基材
に対して印刷・塗工を行った場合においては、均一な物
性を有する乾燥被膜を得ることは極めて困難なことであ
った。例えば、高温かつ短い乾燥時間という条件下にお
いて製造された印刷・塗工物と、低温かつ長い乾燥時間
という条件下において製造された印刷・塗工物とを比較
すると、インキ・塗工液の塗工量、残留溶剤量は同じで
あっても後者が印刷・塗工面全体に一様な品質で、性能
上の問題が全く無いのに対して、前者では、例えば表面
状態の違いによるスジ状の光沢ムラが現れたり、または
印刷・塗工物にスジ状に物性のムラ（接着性、離型性、
転写性など）が現れるという品質上の問題があった。

【０００５】即ち、基材の幅方向にほぼ等間隔で、イン
キと基材との接着性が弱くなっている部分ができる結
果、印刷進行中弱接着部分がガイドローラーにとられて
印刷・塗工面に基材の移送される方向と平行なスジ状の
インキ抜けが発生するという問題や、あるいは同様に、
インキ表面に離型性の異なる部分ができる結果、コーテ
ィングを施した２枚の基材をラミネートした後に、それ
を剥がして用いる場合には、離型性の低下した部分が剥
離しなくなるという問題があった。あるいは、転写箔や
転写性インキの印刷・塗工においては、転写ムラが発生
する結果、転写不良や転写したインキ濃度のムラが基材
の移送される方向と平行なほぼ等間隔のスジとして現れ
るという問題があった。

【０００６】本発明者らは、その原因について鋭意研究
を行った。その結果、乾燥のメカニズムに問題の原因が
あることが判明した。それは、基材に印刷・塗工される
インキ・塗工液の乾燥において熱風から伝えられる伝熱
量だけでなく、熱風により加熱されたガイドローラーか
ら基材を通して伝えられる伝熱量も影響を与えるが、熱
風温度の上昇により乾燥ユニット内が高温になると、熱
風よりも熱伝導率の高いガイドローラーからの伝熱量の
方がインキ・塗工液の乾燥においてより支配的になる。
そしてこのような条件のもとでローラー上で基材が波打
ちを発生する等により基材とローラーの接触ムラが発生
した場合、基材とローラーの接触部分と非接触部分とで
は、ローラーから基材を通してインキへ伝えられる伝熱
量が異なったものとなる。この伝熱量の違いがインキの
乾燥ムラ、即ち乾燥における履歴の違いを引き起こして
印刷物・塗工物の品質を著しく低下させる、というもの
である。

【０００７】この基材のうねりは、波打ちの発生は次の
ように説明できる。即ち、印刷進行中は基材と一緒に基
材表面の空気の層が、つられて進行していて、この空気
層は基材とガイドローラーの接触部分においても両者間
に存在して、基材をローラーから浮かせた状態に保とう
とする。一方、基材にはテンションがかかっているた
め、基材全体にはローラーに密着させようとする力が働
く。これらの相反する力により、基材は幅方向について
注目するとローラーに対し、全体が均一に密着あるいは
浮いた状態とはなり得ず、基材がうねりを有して、ロー
ラーと接触した部分と非接触の部分が存在した状態で安
定する。図４は上述のように、従来の表面が平坦なガイ
ドローラーと基材の接触状態を示す模式図である。図４
において、２はガイドローラー、６は基材シート、１３
は熱伝導率大の部分、１４は熱伝導率小の部分、１５は
インキ層である。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、インキ・塗工液の乾燥ムラによる乾燥被膜
表面の光沢ムラやその他の物性上のムラ等の諸問題が無
く、残留溶剤を少なくすることができ高品質の印刷物・
塗工物を得ることができる、乾燥ユニット、グラビア印
刷機又は塗工装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は下記の本発明
によって達成することができる。即ち、第１発明であ
る、印刷分野の機械でガイドローラサポート式の乾燥ユ
ニットにおいて、前記ガイドローラーの表面層が多孔質
構造を有する乾燥ユニット。第２発明である、第１発明
において、前記ガイドローラーの表面層の熱伝導率ｋが
１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である乾燥ユニット。第３発明で
ある、ガイドローラーサポート式の乾燥ユニットが設置
されたグラビア印刷機又は塗工装置において、前記ガイ
ドローラーの表面層が多孔質構造を有するグラビア印刷
機又は塗工装置。第４発明である、第３発明において、
前記ガイドローラーの表面層の熱伝導率ｋを１．０Ｗ／
ｍ・Ｋ以下としたグラビア印刷機又は塗工装置。

【００１０】

【作用】本発明の乾燥ユニット、グラビア印刷機又は塗
工装置においては、乾燥ユニットにおけるガイドローラ
ーの表面層を多孔質構造としたことにより、空気の逃げ
道ができて空気の抱き込み等に起因する基材の波打ちに
よるガイドローラーとの接触ムラが発生せず、基材のガ
イドローラーへの密着状態は極めて安定したものとな
る。さらに表面層の熱伝導率ｋを１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下
とすることにより、ガイドローラーの表面層から基材へ
伝えられる熱量は適当な大きさとなり、もし基材とガイ
ドローラーとの接触ムラが生じても、接触・非接触部間
の熱伝導率の差が小さく、インキ・塗工液の乾燥ムラが
無いものとなる。

【００１１】

【実施例】以下好適な実施例に基づいて本発明を説明す
る。図１は本発明の乾燥ユニット、及びその乾燥ユニッ
トを有するグラビア印刷機の構成を示す側面図である。
図１において、１は乾燥ユニット、２は乾燥ユニット１
のガイドローラー、３は乾燥ユニット１の乾燥フード、
４はグラビア印刷機の印刷ユニット１のフレーム、５は
フレーム４に装着されたグラビア印刷の印刷版、６は基
材シート、７は印刷機を駆動するモーター、８は各印刷
ユニットに動力を伝える原動軸である。

【００１２】以上の構成においてこのグラビア印刷機の
動作について説明する。基材シート６は、巻取体として
グラビア印刷機のフィーダーの軸に装着されており、そ
の一端は巻取体の巻き芯に、また別の一端は、フィード
ローラー、テンション検出ローラー、印刷機のガイドロ
ーラー等を経て、印刷ユニットに至る。そして、印刷版
５と圧胴の間を通り、印刷が行われた後、乾燥ユニット
１に入り、乾燥が行われる。

【００１３】乾燥フード３はフレーム４、又はフレーム
４に固定された梁に開閉自在に支持されていおり、乾燥
フード３を開いた状態では基材シート６の通しを行った
り、乾燥ユニット１のガイドローラー２の清掃等を行う
ことができ、実際に乾燥を行う際には閉じられる。ガイ
ドローラー２はフレーム４に回転自在に支持されてお
り、ガイドローラー２に接触している基材シート６の移
送に伴って連れ周りを行う。基材シート６が薄く強度が
充分で無い場合において、ガイドローラー２の回転抵抗
が問題となる場合は、ガイドローラー２の周速が基材シ
ート６の移送速度と一致するように、ガイドローラー２
を強制的に駆動することが行われる。

【００１４】基材シート６に対する乾燥ユニット１のガ
イドローラー２の反対側には、乾燥フード３と一体に取
り付けられた熱風の吹き出しノズルがある。即ちガイド
ローラー２は基材シート６の移送ガイドとしての役割
と、乾燥の際にノズルから吹き出す熱風の圧力を受け止
めて基材シート６の位置が振れるのを防ぐ役割がある。

【００１５】熱風は、乾燥ユニット１とは別の場所であ
るが近い場所に於いて、ブロアーによって空気をヒータ
ーユニットに送り込み生成される。ヒーターユニットか
ら出てくる熱風は給気ダクトによって乾燥ユニットに導
かれ、ダクトに設けられたノズルから吹き出す。吹き出
した熱風は、基材シート６の表面に吹きつけられ、溶剤
をインキ被膜から飛ばして溶剤を含んだ熱風となって、
排気ダクトに集められる。排気ダクトの溶剤を含んだ熱
風は、一部が処理装置に導かれて、溶剤の無害化、無臭
化が行われ廃棄される。また、排気ダクトの溶剤を含ん
だ熱風の一部は溶剤を含まない新鮮な空気と混合されダ
クトによって導かれ、再びブロアーによってヒーターユ
ニットに送り込まれて、熱風が生成される。

【００１６】基材シート６は乾燥ユニット１を出た後、
グラビア印刷機のガイドローラーを伝わって移送され、
他の印刷ユニット等において更に加工が行われる。そし
て最終的には、基材シート６を引っ張って移送している
ドライブローラーとニップローラーの間を通って、グラ
ビア印刷機のワインダーユニットにおいて巻き取られ、
加工済みの巻取体となる。

【００１７】図２は、本発明の乾燥ユニット１で使用さ
れるガイドローラー２の斜視図である。また図３は、同
じく本発明の乾燥ユニット１で使用されるガイドローラ
ー２の軸方向から見た側面図である。図２、図３におい
て、９はガイドローラー２の表面層、１０はガイドロー
ラー２の支柱、１１は支柱１０の端部にあるテーパー部
であり、１２はガイドローラー２の軸である。

【００１８】支柱１０は通常は中空の円筒形状の柱、即
ちシリンダーであって、材料は回転モーメントが小さく
なるように、また十分な強度を得るためにアルミニウム
等の軽金属、軽合金が使用される。テーパー部１１はテ
ーパの広い部分において支柱１０に嵌め込まれておりテ
ーパの狭い部分において軸１２が取付けられている。例
えば、テーパー部１１と軸１２は一体に円柱形状の原材
料から削り出しによって造られる。テーパー部１１と軸
１２の材料としては支柱１０と同じ材料または、より強
度のある、鋼鉄、ステンレス等が使われる。そして、表
面層９（後述する）が支柱１０の表面に形成される。

【００１９】このようにして、造られたガイドローラー
２は軸１２の周りの回転バランスが取れるよう、ガイド
ローラー２の側面において、トリミング又は鉛等のバラ
ンスウェイトの埋め込みが行われる。また、軸１２には
ボールベアリングの内輪が嵌め込まれて、リングによっ
て固定される。そして、ボールベアリングの外輪の外径
より僅かに大きい径の穴が開いた保持具によってボール
ベアリングの外輪が支持され、ガイドローラー２はフレ
ーム４に固定される。

【００２０】表面層９は、多孔質構造とすることを特徴
とする。このような構成とすることにより、基材のガイ
ドローラーへの密着状態は極めて安定したものとなる。
表面層は熱伝導率が低ければ低いほど好ましいが、熱伝
導率ｋを１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下とすれば本発明の効果を
十分に発揮することができる。ここに熱伝導率ｋの単位
において、ＷはＷａｔｔ（Ｊｏｕｌｅ／ｓｅｃ）、ｍは
ｍｅｔｅｒ、ＫはＫｅｌｖｉｎ（絶対温度）を表す。こ
のような物性の表面層は、支柱１０の表面に０．５〜２
０ｍｍの厚さで形成された、プラスティック材料、エラ
ストマー材料、無機材料等を、化学的又は物理的方法で
発泡させて多孔質構造とした層によって達成することが
できる。

【００２１】このような層は、ゴムやスポンジ等の軟ら
かい材料については、従来のゴムローラーの形成方法と
同様の方法を適用できる。例えば、硬化前の材料をガイ
ドローラーの芯材である支柱１０に巻付けて、ローラー
状に加工した後、加硫等によって硬化させ、さらに表面
を研磨して完成させる。また、その他の材料について
は、数１０μｍ〜数ｍｍ程度の粒状にして芯材を筒の中
に入れ、筒と芯材の間にその粒状材料を入れ、高温度で
加圧して、粒状材料の粒子間を点接着させる焼結法等に
より作成することができる。

【００２２】本発明で使用できる表面層９の材料として
は、天然ゴム、あるいはクロロプレンゴム、シリコンゴ
ム、エチレン−プロピレン共重合ゴム（ＥＰＴ）、アク
リルニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、スチ
レン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、バイトンフッ
ソゴム（ＦＰＲ）その他の合成ゴム、あるいはポリビニ
ルアルコール樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、フェ
ノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹
脂、レゾルシン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹
脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポ
リプロピレン樹脂、ユリア樹脂、ポリエステル樹脂、ポ
リアミド樹脂、アセテート樹脂、セルロース樹脂その他
の合成樹脂、あるいはパルプ、紙、コルク、漆喰その他
の有機物、あるいは金属粉、石膏、コンクリート、煉
瓦、シリカエアロゲル、ゼオライト、マグネシア、黒
鉛、モルタル、石綿、ガラスその他の無機材料、等から
なる材料群から選択される単体材料、または複合体材料
である。

【００２３】次に、本発明の乾燥ユニット、及びグラビ
ア印刷機によって印刷を行ったインキ被膜の物性と、従
来のそれとを比較した実施例に基づいて説明する。 （実施例１） 印刷条件 乾燥温度；５０℃、１００℃の２水準 乾燥風量；２０ｍ／ｍｉｎ 乾燥時間；１．５秒 基材；厚さ６μｍのポリエステルフィルム インキ；染料インキ（溶剤系） 評価；インキ被膜表面の光沢ムラを目視にて判定 ；１ｍ² あたりの残留溶剤を計測

【００２４】下記の表１に示す表面層のガイドローラー
を印刷ユニットに使用して印刷を行った。

【表１】 ただし、熱伝導率は３７３Ｋにおける値である。

【００２５】上記ガイドローラーを使用して印刷を行っ
た結果は下記の表２に示すとおりであった。

【表２】 ただし、光沢ムラ評価方法は、目視による。 ○・・・印刷面全体が一様な面質 △・・・印刷面中にスジ状の光沢ムラがわずかに現れ
た。 ×・・・印刷面中にスジ状の光沢ムラが現れた。

【００２６】以上本発明について実施例を挙げて説明を
行ったが、本発明はこの実施例にのみ限定されるもので
はなく、本発明の主旨、技術思想において行われる全て
の変形例も本発明に含まれることはいうまでもない。例
えば、実施例においてはグラビア印刷機の例を示した
が、熱風乾燥方式の乾燥ユニットを使用する装置であれ
ば、印刷機、塗工装置の種類を問わず本発明を適用する
ことができることは明らかである。本発明においては印
刷機と塗工装置との違いは、単にインキ被膜がパターン
を成す必要性の有無の違いであって、グラビア印刷機に
おいても全面均一なインキ量で印刷を行えば塗工装置と
の違いはない。従って、本発明でいう印刷機は塗工装置
を含むものとする。

【００２７】

【発明の効果】本発明においては、乾燥ユニットにおけ
るガイドローラーの表面層を多孔質構造としたから、空
気の逃げ道ができて空気の抱き込み等による基材の波打
ちによるローラーとの接触ムラが発生せず、基材のガイ
ドローラーへの密着状態は極めて安定したものとなる。
また表面層の熱伝導率ｋを１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下とした
から、ガイドローラーの表面層から基材へ伝えられる熱
量は適当な大きさであるため、もし基材とローラーの接
触ムラが生じても接触、非接触部間の伝熱量の差が小さ
く、インキ・塗工液の乾燥ムラが無い。従って本発明に
よれば、インキ・塗工液の乾燥ムラによる乾燥被膜表面
の光沢ムラやその他の物性上のムラ等の諸問題が無く、
熱風温度を上げて残留溶剤を少なくすることができ高品
質の印刷物・塗工物を得ることができる、乾燥ユニッ
ト、グラビア印刷機又は塗工装置を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の乾燥ユニット、及びその乾燥ユニット
を有するグラビア印刷機の構成を示す側面図である。

【図２】本発明の乾燥ユニット１で使用されるガイドロ
ーラー２の斜視図である。

【図３】本発明の乾燥ユニット１で使用されるガイドロ
ーラー２の軸方向から見た側面図である。

【図４】従来の表面が平坦なガイドローラーと基材の接
触状態を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 乾燥ユニット ２ ガイドローラー ３ 乾燥フード ４ フレーム ５ 印刷版 ６ 基材シート ７ モーター ８ 原動軸 ９ 表面層 １０ 支柱 １１ テーパ部 １２ 軸 １３ 熱伝導率大の部分 １４ 熱伝導率小の部分 １５ インキ層

フロントページの続き (72)発明者 根本 泰行 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】印刷機に設置されるガイドローラサポート
   式の乾燥ユニットにおいて、前記ガイドローラーの表面
   層が多孔質構造を有することを特徴とする乾燥ユニッ
   ト。
2. 【請求項２】請求項１において、前記ガイドローラーの
   表面層の熱伝導率ｋが１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であること
   を特徴とする乾燥ユニット。
3. 【請求項３】ガイドローラーサポート式の乾燥ユニット
   が設置されたグラビア印刷機又は塗工装置において、前
   記ガイドローラーの表面層が多孔質構造を有することを
   特徴とするグラビア印刷機又は塗工装置。
4. 【請求項４】請求項３において、前記ガイドローラーの
   表面層の熱伝導率ｋを１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下としたこと
   を特徴とするグラビア印刷機又は塗工装置。