KR101821192B1

KR101821192B1 - 그라비아 롤 및 그라비아 롤의 제조방법

Info

Publication number: KR101821192B1
Application number: KR1020160066322A
Authority: KR
Inventors: 카주히로 히코사카; 카주타카 마사도메
Original assignee: 오에스지 가부시키가이샤
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2016-05-30
Publication date: 2018-01-23
Also published as: JP6452570B2; KR20170015119A; JP2017029909A

Abstract

그라비아 도포 공정시의 도포 얼룩을 억제하기 위한 것이다.
모재 롤(110)의 표면에 형성되는 금속피막층(120)이 적어도 모재 롤(110)을 형성하는 금속보다도 연전성이 우수한 금속으로 형성되기 때문에 모재 롤(110)이 고강도의 금속재료로 형성되는 경우나 그 표면에 핀홀(110a)이나 변질층 (110b)이 존재하는 경우라도 그라비아 롤(100)의 치형(130)을 전조에 의해 고정밀도로 형성하는 것이 가능하게 되고, 그라비아 도포 공정시의 도포 얼룩을 억제할 수 있다.

Description

그라비아 롤 및 그라비아 롤의 제조방법{GRAVURE ROLL AND MATHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 그라비아 롤 및 그라비아 롤의 제조방법에 관한 것으로, 특히 그라비아 도포 공정시에 도포 얼룩을 억제할 수 있는 그라비아 롤 및 그라비아 롤의 제조방법에 관한 것이다.

예를 들면, 특허문헌1에 개시된 바와 같이, 전조(轉造)에 의해 그라비아 도포 공정용의 그라비아의 치형(齒形)을 형성하는 기술이 알려져 있다.

(특허문헌1) 일본 특허공개공보 2005-224714호(예를 들면, 도1)

그런데, 그라비아 롤은 비교적 길이가 길기 때문에, 자중에 의한 휨을 억제하기 위하여 모재(모재 롤)를 고강도의 재료로 형성할 필요가 있는바, 고강도의 재료는 표면이 경질이기 때문에 상기의 특허문헌1에서와 같이 전조에 의해 치형을 형성하는 기술로는 모재 롤의 표면에 정밀한 치형을 형성하는 것이 곤란하였다. 그리고 모재 롤의 표면에 존재하는 핀홀이나 변질층(경화층)도 전조의 정밀도에 영향을 미친다. 따라서 전조에 의해 치형이 형성되는 그라비아 롤은 그라비아 도포 공정시에 도포 얼룩이 생기기 쉬운 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그라비아 도포 공정시의 도막 얼룩을 억제할 수 있는 그라비아 롤 및 그라비아 롤의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구항 1 기재의 그라비아 롤 또는 청구항 6 기재의 그라비아 롤의 제조방법에 의하면, 모재 롤의 표면에 형성되는 금속피막층은 적어도 모재 롤을 형성하는 금속보다도 연전성이 우수한 금속으로 형성됨에 따라 모재 롤이 고강도의 금속재료로 형성되는 경우에 있어서도 전조에 의해 형성되는 치형의 정밀도가 높다. 또한 모재 롤의 표면에 존재하는 핀홀이나 변질층이 금속피막층에 의해 피복되기 때문에 전조의 정밀도에 영향을 미치는 것이 억제된다. 이에 따라 그라비아 롤의 치형을 전조에 의해 높은 정밀도로 형성하는 것이 가능하게 되고, 그라비아 도포 공정시의 도포 얼룩을 억제할 수 있다고 하는 효과가 있다. 또한 금속피막층이 연전성이 우수한 금속으로 형성되기 때문에 치형을 형성하는 전조 다이스에 가하는 압력이 감소되어 전조 장치의 내구성이 향상되는 효과가 있다.

이에 더하여, 치형이 전조에 의해 형성되기 때문에 에칭이나 전자조각으로 치형을 형성하는 경우에 비해 그라비아 롤의 생산성이 향상됨과 아울러 치형이 소성가공에 의해 형성됨으로써 그 강도가 높아서 그라비아 롤의 내구성이 향상되는 효과가 있다.

청구항 2 기재의 그라비아 롤 또는 청구항 7 기재의 그라비아 롤의 제조방법에 의하면, 청구항 1 기재의 그라비아 롤 또는 청구항 6 기재의 그라비아 롤의 제조방법에 따른 효과에 더하여, 모재 롤은 단면이 원형상인 공동(空洞)이 축방향으로 형성되어 중공(中空)으로 형성됨에 따라 모재 롤이 경량화된다. 따라서, 길이가 긴 모재 롤의 길이방향의 양 단부를 지지하여도 모재의 자중에 의한 휨을 억제할 수 있기 때문에 그라비아 롤의 치형을 전조에 의해 고정밀도로 형성하는 것이 가능하게 되고, 그라비아 도포 공정시 도포 얼룩을 억제하는 것이 가능하게 되는 효과가 있다. 또한 모재 롤이 경량화되어 전조 진행에 의한 피치 어긋남을 억제할 수 있음과 아울러 전조 장치에 설치하는 것이 용이하게 되어 그라비아 롤의 제조시 작업성이 향상되는 효과가 있다.

청구항 3 기재의 그라비아 롤 또는 청구항 8 기재의 그라비아 롤의 제조방법에 의하면, 청구항 2 기재의 그라비아 롤 또는 청구항 7 기재의 그라비아 롤의 제조방법에 따른 효과에 더하여, 모재 롤의 표면으로부터 치형의 산 정상까지의 길이는 치형의 홈 바닥으로부터 산 정상까지의 길이보다도 크게 형성되기 때문에 전조 다이스가 모재 롤에 도달함이 없이 금속피막층의 표면에 치형을 형성하는 것이 가능하다. 따라서 전조시에 모재 롤의 강도(경도) 및 그 표면에 존재하는 핀홀이나 변질층으로부터의 영향이 억제되기 때문에 그라비아 롤의 치형을 전조에 의해서 고정밀도로 형성하는 것이 가능하게 되고, 그라비아 도포 공정시의 도포 얼룩을 억제하는 것이 가능하다는 효과가 있다. 또한 전조 다이스가 모재 롤에 도달함이 없이 금속피막층의 표면에 치형을 형성함에 따라 전조압력이 적은 전조장치로 치형을 형성하는 것이 가능하다는 효과가 있다. 따라서 전조장치의 코스트를 절감할 수 있다.

청구항 4 기재의 그라비아 롤 또는 청구항 9 기재의 그라비아 롤의 제조방법에 의하면, 청구항 3 기재의 그라비아 롤 또는 청구항 8 기재의 그라비아 롤의 제조방법에 따른 효과에 더하여, 모재 롤의 표면으로부터 치형의 산 정상까지의 길이는 치형의 홈 바닥으로부터 산 정상까지 길이의 5배 이상으로 크게 형성되기 때문에 보다 적은 전조압력으로 치형을 형성할 수 있고, 과도한 전조에 의해 치형이 붕괴되는 것을 억제할 수 있다. 따라서 그라비아 롤의 치형을 전조에 의해 고정밀도로 형성하는 것이 가능하게 되고, 그라비아 도포 공정시의 도포 얼룩을 억제하는 것이 가능하게 되는 효과가 있다.

또한 모재 롤에 가해지는 전조압력을 감소시킬 수 있기 때문에 모재 롤이 중공으로 형성되는 경우에 있어서도 그 모재 롤의 변형을 감소할 수 있고, 그라비아 롤의 제조시에 불량률을 억제하는 것이 가능하다.

청구항 5 기재의 그라비아 롤 또는 청구항 10 기재의 그라비아 롤의 제조방법에 의하면, 청구항 4 기재의 그라비아 롤 또는 청구항 9 기재의 그라비아 롤의 제조방법에 따른 효과에 더하여, 치형의 표면에 적어도 금속피막층을 형성하는 금속보다도 경도가 높은 재료에 의해 형성되는 경질피막층이 형성되기 때문에 연전성이 우수한 금속으로 금속피막층이 형성되더라도 치형의 내마모성이 높고, 그라비아 롤의 내마모성이 향상되는 효과가 있다.

도1은 본 발명의 일실시 형태의 그라비아 롤의 측면도이다.
도2의 (a)는 모재 롤의 부분 확대단면도이고, (b)는 모재 롤의 표면에 금속피막층을 형성한 상태를 보여주는 모재 롤의 부분 확대단면도이며, (c)는 금속피막층의 표면에 치형을 형성한 상태를 보여주는 모재 롤의 부분 확대단면도이다.
도3의 (a)는 모재 롤 및 전조장치의 정면도이고, (b)는 모재 롤 및 전조장치의 측면도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명 한다. 도1은 본 발명의 일실시 형태의 그라비아 롤(100)의 측면도이다. 도1에서는 그라비아 롤(100)의 일부를 단면으로 도시함과 아울러 그라비아 롤(100)의 길이방향의 일단부측만을 도시하고, 그라비아 롤(100)의 일부를 생략하여 도시하고 있다.

먼저, 도1을 참조하여 그라비아 롤(100)의 전체 구성에 대하여 설명한다.

도1에 도시된 바와 같이, 그라비아 롤(100)은 그라비아 도포 공정용의 롤로서, 금속재의 모재 롤(110)과 그 모재 롤(110)의 표면에 형성되는 금속피막층(120)과 그 금속피막층(120)의 표면에 전조에 의해 형성되는 치형(130)과 그 치형(130)의 표면에 형성되는 경질피막층(140)을 포함하여 구성된다.

모재 롤(110)은 그라비아 롤(100)의 모재인 금속제 롤로서, 본 실시형태에서는 탄소강(STKM13A)으로 형성되며 외경은 50mm, 길이는 1730mm로 형성됨과 아울러 중공부(111)와 그 중공부(111)에 연결되는 지지부(112)를 구비하고 있다.

중공부(111)는 모재 롤(110)의 공동부분으로서 모재 롤(110)의 축(Ｏ) 방향으로 원형의 단면형상으로 형성되며 그 내경은 38mm로 형성된다. 이에 따라 모재 롤(110)의 두께는 6mm로 된다.

지지부(112)는 모재 롤(110){그라비아 롤(100)}을 지지하기 위한 부분으로서 모재 롤(110)의 축(Ｏ)의 방향으로 중공부(111)의 양단부에 연결되어 모재 롤(110)을 그 길이방향{축(Ｏ) 방향}의 양단부에서 지지하는 것을 가능하게 한다.

금속피막층(120)은 후술하는 치형(130)을 형성하기 위한 피막으로서 모재 롤(110)의 표면에 도금을 행하는 것에 의해서 형성되는바, 본 실시형태에서는 모재 롤(110)을 형성하는 탄소강보다도 연전성이 우수한 금속, 즉 탄소강보다도 무르면서도 소성가공에 적합한 금속인 동으로 형성된다.

치형(130)은 그라비아 도포 공정시에 인쇄대상에 대해 도료를 도포하기 위한 요철부분으로서, 금속피막층(120)의 표면을 후술하는 전조장치(200)에 의해 전조함으로써 형성됨과 아울러 축(Ｏ) 방향에 직교하는 방향(도1의 지면 수직방향)을 띠는 단면의 형상으로 모재 롤(110)의 외주에 나선상으로 형성된다.

경질피막층(140)은 치형(130)의 내마모성을 높이기 위한 피막으로서 치형 (130)의 표면에 도금을 행하여 형성되고, 본 실시형태에서는 금속피막층(120)을 형성하는 동보다도 경질의 재료인 경질크롬에 의해 형성된다.

다음, 도1 내지 도3을 참조하여 그라비아 롤(100)의 제조방법에 대하여 설명한다.

도2(a)는 모재 롤(110)의 부분확대 단면도이고, 도2(b)는 모재 롤(110)의 표면에 금속피막층(120)을 형성한 상태를 도시한 모재 롤(110)의 부분확대 단면도이며, 도2(c)는 금속피막층(120)의 표면에 치형(130)을 형성한 상태를 보인 모재 롤(110)의 부분확대 단면도이다. 한편, 도1 및 도2에서 모재 롤(110)의 표면의 변질층(110b)은 해칭으로 도시되고 있다.

도3(a)는 모재 롤(110) 및 전조장차(200)의 정면도이고, 도3(b)는 모재 롤(110) 및 전조장치(200)의 측면도이다. 한편, 도3에서는 이해를 쉽게 하기 위하여 치형(130) 및 치부(211)의 길이를 확대하여 도시함과 아울러 모재 롤(110) 및 전조장치(200)의 상세구성을 생략하여 도시하고 있다.

그라비아 롤(100)의 제조에서는, 모재 롤의 형성공정(도1 참조)과, 금속피막층 형성공정{도2(b) 참조)과, 전조공정{도2(c) 및 도3 참조}와 경질피막층 형성공정(도1 참조)이 순서대로 행해진다.

먼저, 모재 롤 형성공정에 대하여 설명한다.

도1에서와 같이, 모재 롤 형성공정에서는 모재 롤(110)에 중공부(111)를 형성한다. 즉, 모재 롤(110)에 원형 단면형상의 동공이 축방향으로 형성됨으로써 모재 롤(110)은 중공으로 형성된다. 이에 따라 모재 롤(110)이 경량화된다.

다음, 모재 롤 형성공정 후에 행해지는 공정으로서 금속피막층 형성공정에 대하여 설명한다.

도2(b)에서와 같이, 금속피막층 형성공정에서는 모재 롤 형성공정에서 중공으로 형성된 모재 롤(110)의 표면{도2(a) 참조}에 약 600㎛의 동 도금을 행하여 금속피막층(120)을 형성한다. 이에 따라 모재 롤(110)의 표면의 핀홀(110a)이나 변질층(110b)이 금속피막층(120)에 의해 피복된다.

이어서, 금속피막층 형성공정 후에 행해지는 공정으로서 전조공정에서 사용되는 전조장치(200)에 대하여 설명한다.

도3(a) 및 도3(b)에 도시된 바와 같이, 전조장치(200)는 모재 롤(110)의 외주면{금속피막층(120)의 표면}에 치형(130)을 형성하기 위한 가공장치로서, 한 쌍의 전조 다이스(210)와 모재 롤(110)의 저면을 지지하기 위한 지지봉(220)을 구비하고 있다.

전조 다이스(210)는 롤 형상으로 형성되는 다이스로서 그 외주면에는 치형(130)을 형성하기 위한 치부(211)를 구비하고 있다. 전조 다이스(210)의 축심은 모재 롤(110)의 축(Ｏ) 방향에 대하여 소정의 경사각으로 경사를 이루며, 도3(a)에 화살표(A)로 표시된 방향으로 각각의 전조 다이스(210)가 회전한다.

치부(211)는 치형(130)을 형성하기 위한 요철부분으로서, 전조 다이스(210) 외주면에 형성됨과 아울러 전조 다이스(210)의 축방향을 따라 소정의 피치로 복수개가 평행하게 형성된다.

전조장치(200)에 설치된 모재 롤(110)은 그 좌우 방향{도3(a)의 좌우방향}으로부터 소정의 전조압력으로 전조 다이스(210)가 압력을 가함으로써 한 쌍의 전조 다이스(210)에 의해 협지되고, 모재 롤(110)의 저면은 지지봉(220)에 의해 지지된다. 이에 따라 모재 롤(110)에 치부(211)가 소정의 전조압력으로 가압되어 금속피막층(120)의 표면에 치부(211)의 요철에 대응되는 형상으로 치형(130)이 형성된다.

그리고 전조 다이스(210)은 그 축심이 모재 롤(110)의 축(Ｏ) 방향에 대하여 소정의 경사각으로 경사진 채 화살표(A) 방향으로 회전하기 때문에 모재 롤(110)은 도3(a)의 화살표(B1) 방향으로 회전하는 가운데 도3(b)의 화살표(B2) 방향으로 송출되어 연속적으로 치형(130)이 형성되는 전조에 의해 가공된다. 따라서 에칭이나 전자조각으로 치형(130)을 형성하는 경우에 비해서 그라비아 롤(100)의 생산성이 향상된다.

또한 치형(130)은 전조의 소성가공에 의해서 형성되기 때문에 에칭이나 전자조각으로 치형(130)을 형성하는 경우에 비해서 치형(130)의 강도가 높고 그라비아 롤(100)의 내구성이 향상된다.

그런데 그라비아 롤(100)을 제조하는 때에, 치형(130)이 형성되는 모재 롤(110)의 표면에 손상이 가해지는 것을 방지하기 위해, 모재 롤(110)의 운반시, 전조장치(200)로의 장치시에 모재 롤(110)은 통상적으로 지지부(112)에 의해 길이방향의 양 단부가 지지된다.

이러한 경우에, 예컨대 모재 롤(110)이 중공부가 없이 형성됨과 아울러 300mm를 초과하는 길이인 때에는 그 길이방향의 양단부를 지지하면 모재 롤(110)이 자중에 의해서 휘어져 변형됨으로써 전조에 의해 고정밀도로 치형(130)을 형성하는 것이 곤란하게 됨과 아울러 모재 롤(110)이 휜(변형된) 상태대로 전조하는 것에 의해 재차 크게 변형된다고 하는 문제점이 있다.

또한 길이가 긴 모재 롤(110)을 전조하는 경우에는 전조 중에 모재 롤(110)의 저면을 지지봉(220)으로 지지할 필요가 있는바, 상술한 바의 중공부가 없고 길이가 긴 모재 롤(110)을 전조하는 경우, 그 자중에 의한 휨에 의해 모재 롤(110)과 지지봉(220) 사이에 마찰이 발생되어 치형(130)이 형성되는 면에 표면 손상이 발생하게 되고, 이러한 손상은 경질피복층(140)으로 피복을 하더라도 그라비아 도포 공정시의 도포 얼룩에 영향을 미쳐서 그 얼룩이 크게 형성되도록 하는 문제점이 있다.

이와 관련하여, 본 실시형태에서는 전조공정 이전에 행해지는 공정으로서의 모재 롤 형성공정에서 모재 롤(110)에 중공부(111)를 형성하는 것으로 모재 롤 (110)이 경량화되기 때문에 지지부(112)에 의해 모재 롤(110)의 길이방향 양단부가 지지되어도 모재 롤(110)이 자중에 의해서 휘거나 변형하는 것을 억제할 수 있다.

즉, 전조 전에 모재 롤(110)이 자중에 의해서 휘어져 변형하는 것을 억제함으로써 전조에 의해 모재 롤(110)이 재차 크게 변형하는 것을 억제하기 때문에 전조에 의해 고정밀도의 치형(130)을 형성하는 것이 가능함과 아울러 모재 롤(110)과 지지봉(220)과의 마찰을 억제하여 치형(130)이 형성된 면에 손상이 가해지는 것을 억제할 수 있다. 따라서 그라비아 롤(100)의 치형(130)을 전조에 의해 고정밀도로 형성하는 것이 가능하게 되고, 그라비아 도포 공정시의 도포 얼룩을 억제할 수 있다.

또한 모재 롤(110)이 경량화됨으로써 모재 롤(110)의 운반이나 전조장치 (200)로의 설치가 용이하게 되어 그라비아 롤(100)의 제조시 작업성이 향상된다.

도2도로 되돌아 와서, 금속피막층 형성공정 후에 행해지는 공정으로서 전조공정에 대하여 설명한다.

도2(c)에서와 같이, 전조공정에서는 금속피막층 형성공정에서 형성된 금속피막층(120)의 표면에 상술한 전조장치(200)로 치형(130)을 형성한다. 본 실시형태에서는 전조 다이스(210)의 치부(211)의 요입홈 바닥으로부터 산 정상까지의 길이는 약 40㎛로 설정되기 때문에 치형(130)의 홈 바닥으로부터 산 정상까지의 길이도 약 40㎛로 형성된다.

이때, 모재 롤(110)은 300mm를 초과하는 길이가 긴 롤로서 자중에 의한 휨을 억제하기 위해 고강도의 탄소강으로 형성되기 때문에 그 표면도 높은 경도로 형성된다. 또한 도2(a)에서와 같이 모재 롤(110)의 표면에는 핀홀(110a)이나 변질층 (110b)이 존재한다. 핀홀(110a)은 탄소강을 가공하는 때에 생기는 흠결로서 미소한 구멍이고, 변질층(110b)은 탄소강 성분이 변질하는 것으로 일부가 경화된 층이다.

이와 같은 핀홀(110a)이나 변질층(110b)이 존재하는 모재 롤(110)의 표면에 직접 전조한 경우, 핀홀(110a)은 치부(211)의 홈 바닥으로부터 산 정상까지의 길이의 절반 보다도 깊게(예를 들면 약 20㎛의) 구멍으로 형성되면 전조에 의해 형성되는 치형(130)의 정밀도에 크게 영향을 미치게 된다. 그리고 변질층(110b)은 탄소강 보다도 한층 단단하게 경화된 층이기 때문에 전조에 의해 소성가공하는 것이 곤란하게 된다. 따라서 모재 롤(110)의 표면에 직접 전조한 경우 높은 정밀도의 치형(130)을 형성하는 것이 곤란하게 된다.

이에 반해서, 모재 롤(110)의 표면에 탄소강보다도 연전성이 우수한 동 도금을 행하여 금속피막층(120)을 형성하고 그 금속피막층(120)의 표면에 치형(130)을 형성한 경우에는 모재 롤(110)이 고강도의 탄소강으로 형성되더라도 전조에 의해 고정밀도의 치형(130)을 형성할 수 있다. 또한 핀홀(110a)이나 변질층(110b)이 금속피막층(120)에 의해 피복되기 때문에 전조의 정밀도에 영향을 미치는 것이 억제된다.

특히, 본 실시형태에서는 치형(130)의 홈 바닥으로부터 산 정상까지의 거리를 약 40㎛로 형성하고, 모재 롤(110)의 표면으로부터 치형(130)의 산 정상까지의 거리를 약 620㎛로 형성하기 때문에 전조 다이스(210)의 치부(211)가 모재 롤(110)의 표면에 도달함이 없이 치형(130)을 형성하는 것이 가능하다.

따라서 모재 롤(110)의 강도나 그 표면의 핀홀(110a) 및 변질층(110b)으로부터 받게 되는 영향이 감소되기 때문에 그라비아 롤(100)의 치형(130)을 전조에 의해 고정밀도로 형성하는 것이 가능하게 되고, 그라비아 도포 공정시에 도포 얼룩을 억제할 수 있다.

그리고 전조 다이스(210)의 치부(211)가 모재 롤(110)의 표면에 도달함이 없이 치형(130)을 형성하기 때문에 전조 다이스(210){치부(211)}에 가해지는 압력이 감소되어 전조장치(200)의 내구성이 향상됨과 아울러 전조력이 적은 전조장치(200)에 의해 치형(130)을 형성할 수 있기 때문에 전조장치(200)의 코스트를 억제할 수 있다.

또한 전조에 의해 치형(130)을 형성하는 경우에, 예를 들면 모재 롤(110)이 중공부 없이 형성되고, 또한 300mm를 초과하는 긴 길이의 롤을 이용하는 경우에는 상술한 바와 같이 모재 롤(110)이 자중에 의해 휘어지기 때문에 피치 어긋남을 일으키기 쉽다. 이것을 해소하기 위해 전조 압력을 크게하게 되면 한 쌍의 전조 다이스 (210)에 협지되는 모재 롤(110)이 변형되거나 과운전에 의해 치형(130)이 붕괴되어 버리게 되는 문제점이 있다.

이에 대하여 본 실시형태에서는 모재 롤(110)에 중공부(111)를 형성하여 모재 롤(110)이 경량화되도록 함으로써 전조에 의한 피치 어긋남을 억제할 수 있다.

그리고 모재 롤(110)의 표면으로부터 치형(130)의 산 정상까지의 길이(약 620㎛)를 치형(130)의 홈 바닥으로부터 산 정상까지의 길이(약 40㎛)의 15배 이상의 크기로 형성하기 때문에 적은 전조압력으로 치형(130)을 형성할 수 있고, 전조에 의해 치형(130)이 붕괴되는 것을 확실하게 억제할 수 있다. 따라서 전조에 의해 고정밀도의 치형(130)을 형성할 수 있고, 그라비아 도포 공정시의 도포 얼룩을 억제할 수가 있다. 또한 보다 적은 치형(130)을 형성하는 것도 가능하다.

그리고 모재 롤(110)에 가하는 전조의 압력을 감소시키는 것이 가능하기 때문에 모재 롤(110)이 중공으로 형성되는 경우에 있어서도 그 모재 롤(110)의 변형을 억제할 수 있고, 그라비아 롤(100) 제조시의 불량률을 억제하는 것이 가능하다.

이에 더하여, 모재 롤(110)의 표면으로부터 치형(130)의 산 정상까지의 길이는 치형(130)의 홈 바닥으로부터 산 정상까지의 길이의 5배 이상의 크기로 형성되도록 하는 것이 바람직하며, 15배 이상의 크기로 형성되도록 하는 것이 보다 바람직하다. 이때, 모재 롤(110)의 표면으로부터 치형(130)의 산 정상까지의 길이를 5배 이상의 크기로 형성하면 보다 적은 전조압력으로 치형(130)을 형성할 수 있기 때문에 과전조에 의해 치형(130)이 붕괴되는 것을 억제할 수 있고, 15배 이상의 크기로 형성하게 되면 상술한 바와 같이 훨씬 적은 전조압력으로 치형(130)을 형성할 수 있기 때문에 과전조에 의해서 치형(130)이 붕괴되는 것을 확실하게 억제할 수 있다.

또한 모재 롤(110)의 표면으로부터 치형(130)의 산 정상까지의 길이를 치형(130)의 홈 바닥으로부터 정상까지의 길이의 15배 보다도 크게 형성하면, 전조에 의해 고정밀도의 치형(130)을 형성할 수 있다. 한편, 금속피막층(120)의 막두께가 두꺼워지는 만큼 금속피막층(120)을 형성하는 비용도 높아지기 때문에 100배 이하의 길이가 되도록 하는 것이 바람직하다.

이어서, 전조공정 후에 행해지는 공정으로서 경질피막층 형성공정에 대하여 설명한다.

도1에서와 같이, 경질피막층 형성공정에서는 전조공정에서 형성된 치형(130)의 표면{도2(c) 참조}에 약 10㎛ 의 경질 크롬도금을 행하여 경질피막층(140)을 형성한다.

이에 따라 탄소강에 비해서 내마모성이 떨어지는 동으로 치형(130){금속피막층(120)}을 형성하여도 그 치형(130)의 표면에 동보다도 경질의 재료인 경질크롬으로 경질피막층(140)이 형성되기 때문에 치형(130)의 내마모성이 높고, 그라비아 롤(100)의 내구성이 향상된다.

특히, 에칭이나 전자조각으로 치형(130)을 형성하는 경우나, 핀홀(110a)이나 변질층(110b)이 존재하는 모재 롤(110)의 표면에 직접 전조하여 치형(130)을 형성하는 경우에 비해서 금속피막층(120)의 표면에 전조에 의해 형성되는 치형(130)은 그 표면이 평활하기 때문에 치형(130)의 표면에 형성되는 경질피막층(140)의 내마모성이 종래에 비해 높아진다.

이상, 상기 실시형태에 기초하여 본 발명을 설명하였는바, 본 발명은 상기 형태만으로 한정되지 않고 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 변형 또는 개량이 용이하게 행해질 수 있을 것이다. 예를 들면, 모재 롤(110)의 외경, 길이, 중공부(111)의 내경 및 치형(130){치부(211)}의 홈 바닥으로부터 산 정상까지의 길이는 예시된 대로 적절하게 설정할 수 있을 것이다.

상기 실시형태에서는 모재 롤(110)이 탄소강이고, 금속피막층(120)이 동이며, 경질피막층(140)이 크롬으로 형성되는 경우를 설명하였는바, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 모재 롤(110)이 스테인레스나 알루미늄 또는 철로 형성되는 경우, 금속피막층(120)은 모재 롤(110)을 형성하는 금속보다도 연전성이 우수한 금속으로서의 예를 들면 금, 은, 아연, 카드뮴, 주석, 납, 알루미늄, 철 또는 동으로부터 임의로 선택될 수 있으며, 경질피막층(140)은 금속피막층(120)을 형성하는 금속보다도 경질인 재료, 예를 들면 DLC, 코발트, 팔라듐, 로듐, 니켈, 백금, 크롬, 경질크롬 또는 철로부터 임의로 선택될 수 있다. 또한 치형(130)에 질화처리를 행하여 경질피막층(140)을 형성할 수도 있다.

상기 실시형태에서는 치형(130)이 축(Ｏ)방향에 대하여 소정의 각도로 경사진 사다리꼴 단면 형상으로서 모재 롤(110)의 외주에 나선상으로 형성되는 경우를 설명하였는바, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 치형(130)을 축(Ｏ)방향에 대해 직각으로 복수 개가 평행하게 형성되도록 하여도 무방하고, 곡면 형태를 갖는 단면형상이나 사다리꼴 단면 형상 이외의 다각형의 단면 형상을 취할 수도 있다. 또한 치형(130)을 메쉬 형상으로 형성할 수도 있다.

상기 실시에에서는 그라비아 롤(100){모재 롤(110)}에 지지부(112)가 연결되어 길이방향의 양단부가 지지되는 경우를 설명하였는바, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 그라비아 롤(100){모재 롤(110)}은 지지부(112)가 연결됨이 없이 구성할 수도 있는바, 이때에는 모재 롤(110)의 축(Ｏ) 방향의 양단이 직접 지지되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 실시예에서는 전조장치(200)가 한 쌍의 전조 다이스(210)를 구비한 경우를 설명하였는바, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 전조장치(200)는 3개 이상의 복수의 전조 다이스(210)를 구비하여도 무방하다.

100 그라비아 롤
110 모재 롤
120 금속피막층
130 치형
140 경질피막

Claims

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금속성의 모재 롤과, 그 모재 롤의 표면에 형성되는 금속피막층과, 그 금속피막층의 표면에 형성되는 치형을 구비하는 그라비아 롤의 제조방법에 있어서:
축방향 길이가 외경 보다도 긴 모재 롤에 원형상 단면의 공동을 축방향으로 형성함으로써 상기 모재 롤을 중공으로 형성하는 모재 롤 형성공정;
상기 모재 롤의 표면에 적어도 상기 모재 롤을 형성하는 금속보다도 연전성이 우수한 금속에 의해 상기 금속피막층을 형성하는 금속피막층 형성공정; 및
상기 금속피막층 형성공정에서 형성된 상기 금속피막층의 표면에 전조에 의해 상기 치형을 형성하되, 상기 모재 롤의 축방향에 대해 경사진 축심으로 모재 롤을 협지한 채 회전하는 2개 이상의 전조 다이스 사이에서 저면측이 지지된 상태로 모재 롤이 회전 송출되어 치형이 나선상으로 형성되며, 상기 모재 롤의 표면으로부터 상기 치형의 산 정상까지의 길이는 상기 치형의 홈 바닥으로부터 산 정상까지 길이의 5배 이상 크게 형성되도록 하는 전조공정;
을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 그라비아 롤의 제조방법
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제6항에 있어서, 상기 전조공정에서 형성된 상기 치형의 표면에, 적어도 상기 금속피막층을 형성하는 금속보다도 경질의 재료에 의해 경질피막층을 형성하는 경질피막층 형성공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 그라비아 롤의 제조방법.