JPS5834183B2 - 耐摩耗性グラビア塗装ロ−ルおよび塗装装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はグラビア塗装ロールに関し、またこの様なロー
ルを備えたグラビア塗装装置に関する。

グラビア塗装ロールは、一般に多少室状の表面を有し、
ファンテン塗布器上または塗装組成物の槽中において回
転する様に配設されている。

ロールの小室がこれによって塗装組成物で満される様に
なる。

過剰な塗装組成物が調整除去され、従ってこのロールは
塗布するウェブまたはオフセット装置の塗布ロールに正
確な塗装重量を塗装する。

通常のグラビアロールは一般に鋼製である。

グラビア面には写真腐蝕が行われようが、この場合には
ロールに銅めっきを施して酸による腐蝕を行い得る様に
することが出来よう。

しかし写真腐蝕は高価であるという欠点を有している。

従って。グリッド投射によってグラビア面を作ることが
また提案された。

写真腐蝕およびグリッド投射を行ったグラビアロールは
両者共に使用中に摩耗する傾向がある。

従って、もしも非常に小さい湿潤塗装重量が塗装された
時には、例えば２００時間の塗装作業中に塗装ヘッドの
設定を調整する必要がある。

これは時間を要し、厄介な仕事である。

その上摩耗に対して正確な補正を行うことは非常に困難
でその結果塗装重量の変動が生ずるのは避は難いであろ
う。

このことは１例えば所謂無溶剤型のシリコーン剥離材料
（５ｉｌｉｃｏｎｅ ｒｅｌｅａｓｅ ｍａｔｅｒｉａ
ｌｓ）の塗装を行うときに重要である。

経済的な理由から、可能な最小の塗装重量を用いること
が肝要である。

実際的な理由により、塗布する面の完全な被覆を保証す
ることが重要であり、そうでないと全表面にわたって均
等に剥離することができないであろう。

−７１Ｊコーン剥離材料の塗装については下記において
詳述する。

ここで云う「シリコーン」ハ。オルガノポリシロキサン
類の総称であるが、上述した「シリコーン剥離材料」は
、次のような用途に広く用いられている。

例えば、基体シートにはこのシリコーン剥離材料が塗装
され、この基体シートに、粘着剤を塗装したシートを付
着するという具合に使用される。

これら二枚のシートはしっかりと付着されているが、粘
着剤を塗装したシートを使う必要がでてきたときには、
このシートを基体シートから容易に剥離してこれを使う
ことができる。

これは、基体シートに上記したシリコーン剥離材料が塗
装されているからこのような剥離が簡単にできるわけで
ある。

以下に記載する「シリコーン塗装」とか「シリコーンの
塗装」とかの意味は、上記したごとき「シリコーン剥離
材料」をシートのウェブに塗装することを意味する。

シートのウェブに塗装されたシリコーン剥離材料は、そ
の上に付着された粘着剤を塗装したシートを容易に剥離
させる役目を果すこと前述した通りである。

以下に記載する「シリコーン組成物」は溶剤を用いるこ
となくそのまま塗布することができるようにされた液状
の組成物を意味する。

かような組成物は現在高価なものであり、従って、その
使用量は、所望の効果を達成させるには十分であるが、
できるだけ最小限度の量を使用するようにすることが好
ましい。

シリコーン組成物がシートに塗装されるとき、１０ ｇ
ｍ−２より小さな重量で塗装されるのが好ましい。

１１１ｍ−２はほぼシートに１ミクロンの厚さでシリコ
ーン組成物が塗装される値である。

以下に記載する「塗装重量」というのは、かような単位
で定められるのである。

即ち、１ｄの面積あたりに何グラムのシリコーン組成物
が塗装されるかということで塗装重量が定められる。

耐摩耗性が小さいことはまた他の点においても不利であ
る。

しばしばグラビアロールを新しく腐蝕またはグリッド投
射するために取替えねばならない。

ロール変換のために要した時間は生産休止を表わし、従
って非常に高くつく。

その上規則的なロール変換が必要なことは予備ロールを
常に保管していなければならないことを意味する。

これは一時的に使用するに過ぎない装置に資金が固定さ
れることになる。

グラビアロールの摩耗の問題は以前から認められ、これ
を克服する種々の提案が行われた。

例えばブローデリック（Ｂｒｏｄｅｒｉｅｋ ）の米国
特許第３．９２４，３１３号においてグラビアロールを
腐蝕前に火焔焼入することが提案されている。

この提案は、高価な写真腐蝕工程を依然として必要とす
る欠点を有している。

更にこれは高価な火焔焼入工程をも必要とする。

またグラビアロールを写真腐蝕またはグリッド投射した
後クロームめっきすることが提案された。

これは完全に満足なことが示されておらず、それは、グ
ラビア面を形成している小室を充填しない様にすれば、
非常に薄い被覆を行い得るに過ぎないからである。

実施し得る非常に薄い被覆は、充分な耐摩耗性を与える
ものではない。

ところで、硬質の耐摩耗性グラビアロールが一回の操作
で、別の硬化工程およびグラビア面製作工程を要するこ
となく製作し得ることが発見された。

本発明の第１面によって基材ロールを有す゛るグラビア
塗装ロールが得られ、基材ロールを熱安定性無機材料の
熱軟化または溶融粒体で衝撃することにより、グラビア
面が基材ロールに構成され、粒体の衝撃によって、基材
ロールに接合した耐摩耗性無機材料が形成される。

本発明の第２面によってグラビアロールを有する紙また
は他のシート材料のウェブに塗装を行う装置が得られ、
グラビアロールが基材ロールヲ有し、熱安定性無機材料
の熱軟化または溶融粒体で基材ロールを衝撃することに
より、グラビア面が基材ロールに構成され１粒体の衝撃
によって基材ロールに接合した耐摩耗性無機材料が形成
される。

上述の衝撃技術は、無機被覆を種々の物品に施すための
実際上公知の技術であるが、この様な被覆によって小さ
い湿潤塗装重量における液状塗装を行うための優れたグ
ラビア面が構成されることが今まで認められていなかっ
た。

グラビア面を得るために更に無機被覆に加工を行うこと
が従来必要だと考えられていたがその必要はない。

施した被覆の粗度を熱安定性無機被覆の適切な選定によ
って変更し得るであろう。

これは換言すれば、広範囲な湿潤塗装重量を塗布するた
めのグラビアロールを製作し得ることである。

衝撃を施すには例えば所謂爆発銃またはプラズマトーチ
を用いて行うことが出来よう。

爆発銃を使用するときの好ましい作業方式は、正確に測
定した量の酸素、アセチレンおよび粉末被覆材料懸吊粒
体を銃の室内に加圧送給することである。

次に混合物が時間を合わせた点火栓で点火され、その結
果生じた爆発で被覆粒体が損出され、被覆粒体はこのと
き塑性状態になっていて、７６２ ｍ／ｓｅｃの近くの
速度で銃身から射出される。

基材ロールは銃身の端部から適当な距離、例えば５〜１
０ＧＩｒＬ離れて位置している。

被覆粒体は基材ロールの面に埋込まれると考えられる。

銃の温度は３４００℃程度と考えられるが、この温度の
火焔は、現実に基材ロールに接触しないので、ロールに
損傷を与える様なこの温度にロールの温度が近づくこと
はない。

ロールは約２ｏ。℃以下に適当な冷却手法を用いて維持
することが好ましい。

衝撃によって被覆粒体が扁平になり、薄層構造の被覆が
形成されると考えられ、この被覆は高い接合力と低有孔
性を有している。

上述の爆発は頻繁に繰返えされ、その頻度は例えば−秒
間に約８回に達し、経続した爆発によって被覆が所望の
厚さになる。

プラズマトーチを使用すると、内部アークまたは非伝送
アークによって約１５００℃以上の温度に維持された不
活性ガスの高速流中に被覆粒体が捕捉される。

上述の爆発銃技法と異なり実際上燃焼が生ずることはな
い。

高温ガス流が被覆粒体を溶融すると共にこれを高速に加
速し１粒体が基材ロールに衝突したとき。

その衝撃によって密実な高純度層を形成する。

上述の両技術によって行われた基材ロールと被覆との間
の接合は、その性質が機械的および冶金的なものと考え
られる。

この接合力は非常に大きく、公知の接合力測定手法では
これを測定するのに不適当である。

しかし、この接合力は７００ｋｇ／ｉ以上と考えられる
。

衝撃技術は、変質せずに溶融または少くとも軟化する如
何なる無機固体材料の被覆をも原理的には行い得るもの
である。

このグラビアロールを製作するのに使用し得る被覆組成
物の例は、任意のコバルト添加、例えば９乃至１０％コ
バルトを有するタングステン炭化物；ニッケルおよびク
ローム炭化物が添加されたタングステン炭化物；任意の
ニッケルクローム添加１例えば１５〜２５％ニッケルク
ロームを有するクローム炭化物；任意のアルミニウム酸
化物添加、例えば２０％アルミニウム酸化物または４０
％クロームが添加されたクローム酸化物；および任意の
酸化チタンが添加されたアルミニウム酸化物である。

被覆の接合が行われた後、これに機械加工を加え得るが
、被覆は接合した状態のままの粗さにおいて満足すべき
グラビア面であることが判明した。

更に加工を行うことは、ロールの価格が高くなるであろ
う。

しかしながら、面のグラビア特性が除去されない様な加
工であれば、必要により被覆に機械加工を行ってもよい
。

しかしながら１本グラビアロールは、グラビア塗装装置
に使用するのに一般的に通しており、特に小さい湿潤塗
装重量の塗装を行うのに適していて、英国特許第１，４
０４，６１６号に述べられているグラビア塗装装置に使
用するのに好適であるのが判明した。

この様な装置は、後で更に詳述するが、グラビアロール
、移送ロール、塗布ロールおよび裏当ロールを有し、グ
ラビアロールは移送ロールに液状塗装材料の特定量を塗
布する様に配設され、塗布ロールは接触した状態で独立
に移送ロールと同様に駆動されており、裏当ロールは塗
布ロールと同様に回転可能に装架され、使用時に塗装を
行う材料のウェブが通過する噛込部を形成している。

次に本発明を更に容易に理解するため、実施例を示した
添附図面の説明を行う。

初めに第１図について述べると、グラビア塗装装置がグ
ラビア面２を有するグラビアロール１を備え、グラビア
面２は、コバルトを９％添加したタングステン炭化物の
熱軟化または溶融粒体で基材ロールを衝撃することによ
り形成される。

ロール１は槽３中に収容した塗装組成物４中に浸漬され
、グラビヤロール１に耐着した過剰の塗装組成物が調整
刃５で除去される。

ゴム被覆した移送ロール６は、グラビヤロール１と面接
触を行う如く位置し、グラビアロール１の反対方向に回
転する様に駆動されている。

グラビアロール１は移送ロール６と接触することにより
駆動されている。

移送ロール６はグラビアロール１から塗装を受取り、移
送占−ル６の上側に位置し、移送ロール６と同様に独立
に駆動されている塗布ロール７へ符号９で示した接触面
を介してこれを移送する。

ゴム被覆した裏当ロール１０が塗布ロール７の上部に位
置し、ウェブ１１をロール７と接触する様に維持してい
る。

裏当ロール１０は塗布ロール７および移送ロール６と同
様な様態で駆動されている。

ウェブ１１が裏当ロールと塗布ロールとの間１２を通過
するとき、ウェブの下面（第１図で見て）が塗装をうけ
る。

次に第２図について述べると、被覆される金属基材ロー
ル２１が衝撃装置２２から適当な間隔（例えば５乃至１
０（：ＩｒＬ）を置いて位置しており。

装置２２は例えば前述の爆発銃またはプラズマトーチの
如きものである。

例えばコバルトを９％添加したタングステン炭化物の無
機被覆材料の熱軟化または溶融粒体の流れ２３が、衝撃
装置から放射され、基材ロール２１の表面に衝突する。

基材ロール２１を適当に回転および移動することにより
、均等な厚さの被覆が所望のロールグラビア面の全体に
わたって施される。

このグラビアロールは特に小さい湿潤塗装重量における
シリコーン塗装を行うのに適している。

従来はシルコーン塗装が溶剤に溶解した状態でシート材
料に施されていたので、小さい乾燥塗装重量を得るため
に、比較的多重の湿潤塗装重量を塗布する必要があった
。

使用する溶剤が有害な汚染物質の傾向が強くこの点で問
題を生じ、回収を必要とするため動力と設備資金を余分
に要することになる。

しかし、近時シリコーン組成物が使用し得る様になり、
この組成物は溶剤を用いることなくその自然の液状にお
いて塗布することが出来る。

経済的な理由により、塗布したシリコーンの塗装重量が
小さくなければならず、溶剤がないので湿潤塗装重量も
小さい。

従来の写真腐蝕技術によって作られたグラビア塗装ロー
ルは、非常に小さい湿潤塗装重量を塗布するのに不満足
なことが判明したが、それは充分に調節された塗装を生
じないからである。

本グラビアロールを使用することにより、更に均等な塗
装模様が得られることが判明した。

この理由は完全にわからないがグラビア面の「谷」によ
って構成されたロール面の割合（山谷」に対する）が、
本ロールでは従来の写真腐蝕ロールのものよりも大きい
ためであると考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図はグラビア塗装装置に設置した本発明のグラビア
ロールの図、第２図は同上グラビアロールの製作方法を
示す単純にしたブロック図を示す。 １・・・・・・グラビアロール、２・・・・・・グラビ
ア面、１１・・・・・・ウェブ、２１・・・・・・基材
ロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ グラビア塗装ロールにおいて、基材ロールを有し、
   熱安定性無機材料の熱軟化または溶融粒体で該基材ロー
   ルを衝撃することによりグラビア面が該基材ロールに構
   成され、該粒体の衝撃によって、該基材ロールに接合し
   た耐摩耗性無機被覆が形成されたことを特徴とするグラ
   ビア塗装ロール。 ２ 前記熱安定性無機材料がタングステン炭化物を含む
   特許請求の範囲第１項記載のグラと了塗装ロール。 ３ 前記熱安定性無機材料が、タングステン炭化物ト、
   コバルト、ニッケル及びクローム炭化物の１種又は２種
   以上とが混合されたものであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のグラビア塗装ロール。 ４ 前記熱安定性無機材料がクローム炭化物を含む特許
   請求の範囲第１項記載のグラビア塗装ロール。 ５ 前記熱安定性無機材料が、クローム炭化物と、ニッ
   ケルクロームとが混合されたものであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のグラビア塗装ロール。 ６ 前記熱安定性無機材料がクローム酸化物を含む特許
   請求の範囲第１項記載のグラビア塗装ロール。 ７ 前記熱安定性無機材料が、クローム酸化物と、アル
   ミニウム酸化物またはクロームとが混合されたものであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のグラビ
   ア塗装ロール。 ８ 前記熱安定性無機材料がアルミニウム酸化物を含む
   特許請求の範囲第１項記載のグラビア塗装ロール。 ９ 前記熱安定性無機材料が、アルミニウム酸化物と、
   チタン酸化物とが混合されたものであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のグラビア塗装ロール。 １０紙または他のシート材料のウェブを塗装する装置に
   おいて、基材ロールを有し、熱安定性無機材料の熱硬化
   または溶融粒体で該基材ロールを衝撃することによりグ
   ラビア面が該基材ロールに構成され、該粒体の衝撃によ
   って、該基材ロールに接合した耐摩耗性無機被覆が形成
   されたことを特徴とするグラビアロールを具備する塗装
   装置。 １１前記熱安定性材料がタングステン炭化物を含む特許
   請求の範囲第１０項記載の塗装装置。 １２前記熱安定性無機材料が、タングステン炭化物ト、
   コバルト、ニッケル及びクローム炭化物の１種又は２種
   以上とが混合されたものであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１０項記載の塗装装置。 １３前記熱安定性無機材料が、クローム炭化物を含む特
   許請求の範囲第１０項記載の塗装装置。 １４前記熱安定性無機材料が、クローム炭化物と、ニッ
   ケルクロームとが混合されたものであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１０項記載の塗装装置。 １５前記熱安定性無機材料が、クローム酸化物を含む特
   許請求の範囲第１０項記載の塗装装置。 １６前記熱安定性無機材料が、クローム酸化物と、アル
   ミニウム酸化物またはクロームとが混合されたものであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の塗装
   装置。 １Ｔ前前記熱安定性機材料が、アルミニウム酸化物を含
   む特許請求の範囲第１０項記載の塗装装置。 １８前記熱安定性無機材料が、アルミニウム酸化物と、
   チタン酸化物とが混合されたものであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１０項記載の塗装装置。