JPH0321348B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 この発明は、合成樹脂製凹版印刷版を用いて印
刷を行う際に、版面から印刷インクを掻き取るの
に使用するドクターに関する。 従来の技術 たとえば、グラビア印刷や、パツド印刷の通称
される曲面印刷等においては、鋼、銅、亜鉛、合
成樹脂などからなる版材の表面に凹状の絵柄を加
工してなる凹版印刷版を用い、その版に印刷イン
クを詰め込んだ後、ドクター（ドクターナイフま
たはドクターブレードとも呼ばれる）を用いて版
面の余分のインクを掻き取り、絵柄となる凹部の
インクを、直接または間接的に被印刷物に転写す
るようにしている。このとき使用するドクターと
しては、従来、第１図（概略斜視図）および第２
図（概略横断面図）に示すようなものが知られて
いる。 すなわち、第１図および第２図において、ドク
ター１は工具鋼等の金属で作られている。また、
その刃部２の先端、つまり刃先は、非常に鋭く加
工されている。しかして、そのようなドクター１
は、第３図（概略側面図）に示すように、刃先を
凹版印刷版３の版面に接触させつつ矢印で示す掻
取り方向に移動させ、版面の印刷インクを掻ぎ取
るものである。しかしながら、かかる従来のドク
ターには、以下において説明するような問題があ
る。 すなわち、従来のドクターは、刃先が鋭利に加
工されているので、版面や、版面と絵柄を形成す
る凹部との境界部の角を傷付けやすい。しかる
に、版面や角が損傷すると、もはや高品位な印刷
は行ない得ない。損傷は、当然、版材が柔いほど
顕著になる。また、やはり刃先が鋭利であるため
に、刃こぼれが起こりやすい。刃こぼれが起こる
と、インクが版面に筋状に残るようになるし、版
面や角の損傷が一層起こりやすくなつて、高品位
な印刷はより困難になる。さらに、鋼はもともと
耐摩耗性がそう高くはないから、従来のドクター
は摩耗が激しく、寿命が短い。 また、近年、ジルコニア焼結体からなるドクタ
ーも検討されている。すなわち、このジルコニア
焼結体製ドクターは、第１図および第２図に示し
た金属製ドクターの全体形状はそのままで、材料
のみを金属からジルコニア焼結体に変えたもので
ある。このドクターによれば、一般にジルコニア
焼結体は金属よりも耐摩耗性が優れているから、
上述した摩耗の問題はいくらか改善される。しか
しながら、刃先がやはり鋭利であるから、版面や
角の損傷、刃こぼれによる問題等は依然として解
消されず、やはり高品位に印刷は困難である。 一方、欧州特許出願公開第61093号明細書には、
電蝕を防止する目的で、刃部に、厚み１〜20μｍ
の、極く薄いセラミツクス被膜を形成してなる金
属製ドクターが記載されている。しかして、刃先
には、曲率半径が10〜70μｍの丸みが付けられて
いる。このドクターは、刃先に丸みが付けられて
いるから、一見、版面や角の損傷を防止できるよ
うに思える。しかしながら、決してそうではな
い。 すなわち、上述したような被膜の形成は、通
常、コーテイングや溶射等によるが、そのような
方法による被膜は緻密さに劣り、無数の気孔が存
在するので、その気孔により、やはり版面や角の
損傷が起こりやすい。また、気孔を通つて侵入す
る印刷インク等による素地金属の腐蝕や、被膜の
剥離の問題もある。さらに、セラミツクス被膜を
有するとはいえ、それは上述したように電蝕を防
止するための極く薄いものであり、本質的には金
属製であるから、セラミツクス被膜による、耐摩
耗性の若干の向上は期待できても、全体としてみ
た強度や靭性等の機械的特性は金属製のものとほ
とんど変わらず、寿命の点でやはり不安が残る。 発明が解決しようとする問題点 この発明の目的は、従来のドクターの上述した
問題点を解決し、インクの掻取りを円滑に行うこ
とができ、また、版面や、版面た凹部との境界部
の角の損傷を防止することができて高品位な印刷
を行うことができるばかりか、強度、靭性、耐摩
耗性等の機械的特性に優れ、寿命の長い、合成樹
脂製凹版印刷版を使用する印刷に供するためのド
クターに提供するにある。 問題点を解決するための手段 上記目的を達成するためのこの発明は、合成樹
脂製凹版印刷版を使用する印刷に供するためのド
クターであつて、正方晶系の結晶構造をもつジル
コニアを少なくとも70モル％含むが単斜晶系の結
晶構造をもつジルコニアが20モル％以下であるジ
ルコニア焼結体からなる刃部を有し、その刃部の
刃先には曲率半径が５〜100μｍの丸みが付けら
れており、その刃先におけるジルコニア焼結体の
中心線平均粗さが0.3〜1μｍである凹版印刷版使
い印刷用ドクターを特徴とするものである。 この発明をその一実施態様に基いてさらに詳細
に説明するに、第４図において、ドクター１は刃
部２を有している。また、刃部２の先端、つまり
刃先には、丸みが付けられている。さらに、ドク
ター１は、厚み0.03〜２mm、好ましくは0.05〜1.5
mmのジルコニア焼結体からなつている。 刃部２の横断面の全体形状は、第４図に示すよ
うな、いわゆる楔形であつてもよいし、第５図に
示すような、いわゆる方形であつてもよい。刃先
角、つまり刃先を形作つている刃部２の面同士が
なす角度θは、10〜90゜の範囲で任意に設定でき
る。楔形の場合には、10〜60゜が適当である。 刃先の丸みの程度は、曲率半径にして５〜
100μｍであることが必要である。好ましくは、
10〜30μｍである。丸みをこの範囲で選定するこ
とにより、版面の損傷をほとんど完全に防止でき
る。 刃先におけるジルコニア焼結体の粗さは、中心
線平均粗さにして、0.3〜1μｍでなければならな
い。粗さをこの範囲にしておくことにより、版面
との摺擦抵抗を大変小さくすることができ、版面
の損傷防止や、ドクターの長寿命化を達成できる
ようになる。 ジルコニア焼結体は、正方晶系の結晶構造をも
つジルコニア（正方晶ジルコニア）のみからなる
ものであるのが最も好ましい。他の結晶構造をも
つジルコニア、すなわち、立方晶系の結晶構造を
もつジルコニア（立方晶ジルコニア）や、単斜晶
系の結晶構造をもつジルコニア（単斜晶ジルコニ
ア）を含むものであつてもよいが、その場合で
も、正方晶ジルコニアが70モル％以上であり、単
斜晶ジルコニアが20モル％以下であるものでなけ
ればならない。 すならち、正方晶ジルコニアは、応力を受ける
と単斜晶ジルコニアに変態する。応力誘起変態で
あるが、これが起こると、変態に必要なエネルギ
ー分だけ、加わつた応力が緩和されることにな
る。しかるに、70モル％以上もの大量の正方晶ジ
ルコニアを含むジルコニア焼結体では、応力誘起
変態機構が十分に働き、大きな応力緩和作用が得
られ、機構的強度が大きく向上する。強度が向上
するということは、靭性や耐摩耗性が向上すると
いうことでもある。正方晶ジルコニアが70モル％
に満たない場合には、強度的には問題ない場合も
あるが、靭性が不足するようになり、刃先の欠け
や不均一摩耗を生じやすくなる。 一方、単斜晶ジルコニアを含んでいるというこ
とは、その周囲または近傍に、正方晶系から単斜
晶系への結晶構造の変態に伴うマイクロクラツク
ができているということであるが、そのようなジ
ルコニア焼結体が応力を受けると、マイクロクラ
ツクを起点とする破壊が一気に進行することがあ
るので、この発明においては、単斜晶ジルコニア
の量を20モル％以下に制限している。 このように、正方晶ジルコニアを少なくとも70
モル％含むが単斜晶ジルコニアが20モル％以下で
あるジルコニア焼結体は、強度、靭性、耐摩耗性
等の機構的特性に優れ、ドクターの構成材料とし
て大変優れている。たとえば、正方晶ジルコニア
を70モル％含み、単斜晶ジルコニアを20モル％含
み、残余が立方晶ジルコニアであるようなジルコ
ニア焼結体の機構的特性は、正方晶ジルコニアを
60モル％含み、単斜晶ジルコニアを30モル％含
み、残余が立方晶ジルコニアであるようなジルコ
ニア焼結体のそれにくらべて、靭性や耐摩耗性が
約２倍も高い。強度においては、約３倍にも達す
る。 ここにおいて、正方晶ジルコニアの量C_T（モル
％）は、刃部をＸ線回折して得た、立方晶ジルコ
ニア400面の回折強度と、正方晶ジルコニア004の
回折強度と、正方晶ジルコニア400面の回折強度
とから次式によつて求める。ただし、回折強度と
しては、ローレンツ因子による補正値を使用す
る。 C_T＝［（I_T004＋I_T400） ／（I_C400＋I_T004 ＋I_T400）］×100 ただし、 I_C400：立方晶ジルコニア400面の回折強度 I_T004：正方晶ジルコニア004面の回折強度 I_T004：正方晶ジルコニア400面の回折強度 単斜晶ジルコニアの量C_M（モル％）もまた、同
様にして次式から求める。 C_M＝［（I_T111＋I_M111） ／（I_T111＋I_M111 ＋I_M111）］×100 ただし、 I_T111：正方晶ジルコニア111面の回折強度 I_M111：単斜晶ジルコニア111面の回折強度 I_M111：単斜晶ジルコニア11１面の回折強度 この発明で使用するジルコニア焼結体は、好ま
しくは0.1〜5μｍ、さらに好ましくは0.1〜1μｍの
平均結晶粒子径を有している。すなわち、平均結
晶粒子径が上記範囲にあると、結晶が緻密である
がゆえに、機械的強度、ひいては靭性や耐摩耗性
がさらに向上する。 同様に機械的強度、靭性、耐摩耗性をより向上
させるうえで、次式で表わされる気孔率Ｐ（％）
が１％以下であるのが好ましい。 Ｐ＝［１−（実際の密度／理論密度）］×100 上記のようなジルコニア焼結体は、ジルコニア
にイツトリア、カルシア、マグネシアなどの安定
化剤を固溶させて得る。なかでも、比較的低温で
の焼結が可能であるために結晶を緻密にすること
ができるという理由で、イツトリアやカルシアを
用いるのが好ましい。その場合、イツトリアにあ
つては全体に対して１〜５モル％固溶させればよ
く、カルシアにあつては２〜９モル％固溶させれ
ばよい。もちろん、イツトリアとカルシアとを併
用することもでき、その場合には、それぞれ上記
範囲内で、かつ両者の和が３〜10モル％になるよ
うにするのが好ましい。 さて、この発明においては、上述したように、
刃先の曲率半径が５〜100μｍでなけれればなら
ない。次の第１表は、ほとんど正方晶ジルコニア
のみからなるジルコニア焼結体を使用した、長さ
110mm、幅18mm、厚み１mm、刃先角90゜、刃先にお
ける中心線平均粗さ0.6μｍのドクターについて、
合成樹脂製凹版印刷版を使用して実際に印刷して
みた結果を示すものである。

【表】 第１表から明らかなように、刃先の丸みが曲率
半径にして100μｍを越えるものは、インクの掻
取りむらや版面の損傷が著しく、合成樹脂製凹版
印刷版使い印刷用ドクターとして使用できない。
好ましい上限は、第１表から、30μｍである。一
方、曲率半径の下限は、10μｍよりも小さくなる
と加工が難しくなり、5μｍ未満になるとほとん
ど不可能になるので、この発明においては、5μ
ｍ、好ましくは10μｍとしている。 また、この発明においては、刃先におけるジル
コニア焼結体の中心線平均粗さが0.3〜1μｍでな
ければならない。次の第２表は、ほとんど正方晶
ジルコニアのみからなるジルコニア焼結体を使用
した、長さ110mm、幅18mm、厚み１mm、刃先角
90゜、刃先の曲率半径20μｍのドクターについて、
合成樹脂製凹版印刷版を使用して実際に印刷して
みた結果を示すものである。

【表】 第２表から明らかなように、刃先におけるジル
コニア焼結体の中心線平均粗さが1μｍを越える
ものは、インクの掻取りむらや版面の損傷が著し
く、合成樹脂製凹版印刷版使い印刷用ドクターと
して使用できない。一方、粗さの下限は、加工の
容易性を考慮して、0.3μｍとしている。 本発明のドクターは、いろいろな方法によつて
製造することができる。次にその好ましい一例を
説明する。 すなわち、まず、純度が99.9％以上であるオシ
キ塩化ジルコニルと塩化イツトリウムおよび／ま
たは塩化カルシウムとを所望のモル比で混合して
水溶液を調製する。 次に、上記水溶液を約200℃まで徐々に加熱し
て水をとばし、さらに50〜150℃／時の速度で約
1000℃まで加熱し、その温度に数時間保持してジ
ルコニアとイツトリアおよび／またはカルシアと
の混合粉末を得る。 次に、上記混合粉末を粉砕し、乾燥した後、約
1000℃で数時間仮焼し、粉砕し、ポリビニルアル
コールなどの有機バインダーを添加し、造粒、乾
燥さて平均粒子径が80μｍ程度の原料粉末を得
る。 次に、上記原料粉末を金型成形機に入れ、ドク
ターの形状の成形体を得る。 次に、上記成形体を100〜200℃／時の速度で約
1000℃まで加熱し、さらに50〜200℃／時の速度
で約1550℃まで加熱し、その温度に数時間保持し
て焼成する。 次に、焼成体を約1000℃までは200〜300℃／
時、約1000℃から約500℃までは100〜200℃／時
の速度で冷却し、さらに室温まで冷却して焼結体
を得る。 このようにして得た、ドクターの形状をしたジ
ルコニア焼結体を研削盤などで加工し、同時に刃
部と刃先とを加工する。 上記において、金型成形法に代えて射出成形法
やラバープレス法を用い、それによつて得た成形
体を機械加工して焼成するようにしてもよい。ま
た、成形体を比較的低い1300〜1500℃で焼成した
後、500〜3000Kg／cm²の圧力下に1200〜1450℃で
焼結すると、結晶をより緻密にすることができる
ようになる。 発明の結果 この発明の、合成樹脂製凹版印刷版を使用する
印刷に供するドクターは、ジルコニア焼結体から
なり、刃先に丸みが付けられており、しかもその
曲率半径を５〜100μｍ、好ましくは10〜30μｍと
しており、かつその刃先におけるジルコニア焼結
体の中心線平均粗さを0.3〜1μｍとしているから、
版面との摺擦が極めて円滑で、印刷インクをむら
なく掻き取ることができるようになるばかりか、
掻き取る際に版面を傷付けたり、版面と絵柄を形
成する凹部との境界部の角を傷付けるなどの心配
がほとんどなくなる。版面や角の損傷を防止でき
るということは、印刷版の寿命が延びるというこ
とでもある。また、そのような丸みのある刃先
は、厚く、欠けにくいうえに、正方晶ジルコニア
を少なくとも70モル％含むが単斜晶ジルコニアが
20モル％以下である、強度、靭性、耐摩耗性に優
れたジルコニア焼結体を使用しているから、刃こ
ぼれ等の心配がほとんどないばかりか、刃先の不
均一摩耗をも防止することができるようになり、
版面の損傷や、上述した角の損傷を防止すること
ができ、また版面に印刷インクの筋痕が残るのを
防止することができるようになる。そのため、こ
の発明のドクターを使用すれば、長期にわたつて
高品位な印刷を行うことができるようになる。上
記特長から、この発明のドクターは、合成樹脂製
凹版印刷版のなかでも、比較的柔い合成樹脂製凹
版印刷版、たとえば感光性合成樹脂製凹版印刷版
を使用して印刷を行う場合に最も適している。感
光性合成樹脂製凹版印刷版とは、紫外領域、好ま
しくは360nｍ付近に感光ピークを有し、そのよ
うな波長の光によつて硬化する合成樹脂を合成樹
脂製フイルムや金属板上に５〜70μｍの厚みで塗
布し、その塗布面にポジフイルムを密着して露光
した後、露光部分のみを溶解または膨潤する現像
剤を用いて製版したようなものである。 また、この発明のドクターは、５〜100μｍ、
好ましくは10〜30μｍの曲率半径をもつ刃先の丸
みによつて版面上から滑らに移動することができ
るばかりか、正方晶ジルコニアを少なくとも70モ
ル％含むが単斜晶ジルコニアが20モル％以下であ
る、耐摩耗性に優れたジルコニア焼結体を使用し
ているから、版面との摺擦による摩耗、特に初期
摩耗が大変少なくなり、寿命が延びる。 さらに、この発明のドクターは、本質的に酸化
物であるために決して錆ることのないジルコニア
焼結体を使用しているから、錆による、版面の損
傷、上述した角の損傷といつた不都合や、刃先の
直線度の低下によつて版面に印刷インクの筋痕が
残るなどの不都合を防止することができ、印刷品
位が向上するばかりか、寿命も一層延長される。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、従来のドクターを示す
概略図で、第１図は斜視図、第２図は横断面図、
第３図は、ドクターを用いて版面の印刷インクを
掻き取つている様子を示す概略側面図、第４図お
よび第５図は、それぞれ異なる実施態様のこの発
明のドクターを示す概略横断面図である。 １：ドクター、２：刃部、３：凹版印刷版。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 合成樹脂製凹版印刷版を使用する印刷に供す
   るためのドクターであつて、正方晶系の結晶構造
   をもつジルコニアを少なくとも70モル％含むが単
   斜晶系の結晶構造をもつジルコニアが20モル％以
   下であるジルコニア焼結体からなる刃部を有し、
   その刃部の刃先には曲率半径が５〜100μｍの丸
   みが付けられており、その刃先におけるジルコニ
   ア焼結体の中心線平均粗さが0.3〜1μｍであるこ
   とを特徴とする凹版印刷版使い印刷用ドクター。