JPH0852405A

JPH0852405A - 乾燥ユニット及び塗工装置

Info

Publication number: JPH0852405A
Application number: JP20941394A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Tominaga; 信之富永; Kenji Tomita; 賢治富田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1994-08-11
Filing date: 1994-08-11
Publication date: 1996-02-27

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、乾燥ユニット及び塗工装
置を提供する。【構成】ガイドローラサポート式の乾燥ユニット１にお
いて、前記ガイドローラー２の表面がマット状である乾
燥ユニット１、又はその乾燥ユニット１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、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、塗工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、グラビア印刷機等の塗工装置等に
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、乾燥ユニット及び塗工装置
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、本発明は、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
ドローラーの表面がマット状である乾燥ユニット、であ
る。また本発明は、前記表面がマット状のガイドローラ
ーの表面粗さは、中心線平均粗さＲａが０．８μｍ≦Ｒ
ａ≦３５μｍ、又は十点表面粗さＲｚが３．０μｍ≦Ｒ
ｚ≦９０μｍである乾燥ユニット、である。ここに、中
心線平均粗さＲａ及び十点表面粗さＲｚは、ＪＩＳ規格
のＪＩＳ−Ｂ０６０１に基づく測定値である（以下同
様）。また本発明は、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塗工装置において、前記ガイドロ
ーラーの表面がマット状である塗工装置、である。また
本発明は、前記表面がマット状のガイドローラーの表面
粗さは、中心線平均粗さＲａが０．８μｍ≦Ｒａ≦３５
μｍ、又は十点表面粗さＲｚが３．０μｍ≦Ｒｚ≦９０
μｍである塗工装置、である。

【００１０】

【作用】本発明の乾燥ユニット、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がマット状
であることにより、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。またガイドローラーの
表面がマット状であることにより、基材とローラーの接
触面積は小さく、ローラーから基材への伝熱量は小さ
い。このためローラーからインキへの伝熱量も小さく、
仮に基材とガイドローラーとの接触ムラが生じても接触
部と非接触部との伝熱量の差は小さく、インキ、塗工液
の乾燥ムラが生じることはない。

【００１１】マット表面の粗さは、従来のガイドローラ
ーの表面粗さ（例えば表面粗さがＲａ＝０．１μｍ、Ｒ
ｚ＝１．１μｍ）に近い値では完全には空気の抱き込み
を防げないため、基材の波打ちが発生する場合がある。
このためガイドローラー表面をマット状にすることが好
ましいが、特にマット面の表面粗さをＲａ＝０．８μｍ
以上又はＲｚ＝３．０μｍ以上とすることで効果的に空
気の抱き込みを防止することが可能となる。また、ガイ
ドローラ表面をマット状に加工する方法としては種々あ
り、本発明においては方法・材質による制約は無い。例
えば従来の金属ガイドローラー表面をサンドブラスト処
理、彫刻、化学的エッチングを行う等の他に、ガイドロ
ーラ表面にセラミック溶射等により他の材質の層を設け
てマット化する等の方法が考えられる。

【００１２】しかし、マット表面の表面粗さを更に粗く
することで空気の抱き込みを防止する効果は変わらない
がマット表面の材質によっては空気の抱き込み以外の問
題が発生する場合がある。即ち、上記のように金属ロー
ラ表面をサンドブラスト処理、セラミック溶射、彫刻等
マット加工した表面硬度の高いローラーを用いた場合に
は表面を極端に粗くした場合、表面の凹凸が基材に傷を
付けることがある。このため、本実施例では表面粗さを
Ｒａ＝３５μｍ以下、又はＲｚ＝９０μｍ以下としたと
ころ空気の抱き込みや基材の傷つきを防止できたが、し
かしＲａ＝４５μｍ、又はＲｚ＝１３０μｍとしたロー
ラーでは空気の抱き込みは防止したが基材に傷が発生し
た。以上から空気の抱き込みを防ぎ、乾燥ムラの無い、
また傷などの他の問題もない高品質な印刷物を得るため
のマット表面の表面粗さは０．８μｍ≦Ｒａ≦３５μ
ｍ、又は３．０μｍ≦Ｒｚ≦９０μｍであることが好ま
しい。

【００１３】

【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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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３（ａ）は金属
性のガイドローラーにサンドブラスト処理等を施し表面
をマット化したガイドローラーであり、図３（ｂ）は金
属性のガイドローラーに他の材質の層を設けそれをマッ
ト化してガイドローラーである。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。

【００２０】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が支柱１０の表面に形成される。表面層９はマッ
ト状の表面を有する層であり、支柱１０そのものの材料
表面を処理して形成した表面層であっても、支柱１０と
異なる層を設けて形成した表面層であってもよい（後述
する）。

【００２１】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。

【００２２】ガイドローラー２における表面層９は、そ
の表面をマット状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り、熱伝動率も低くな
る。しかし、従来のガイドローラに近い表面粗さでは空
気の抱き込みを完全には防止できないため、中心線平均
粗さＲａが０．８μｍ以上、又は十点平均粗さＲｚが
３．０μｍ以上であることが好ましい。また、マット表
面の材質等により、ローラーの凹凸が基材に傷をつける
可能性がある場合には、表面粗さを粗くすると傷がつき
易くなる。本実施例の場合、表面粗さと傷との関係を調
べてみるとＲａ＝３５μｍ以下、又はＲｚ＝９０μｍ以
下では傷は発生しなかったが、Ｒａ＝４５μｍ、又はＲ
ｚ＝１３０μｍとすると基材に傷が発生した。以上よ
り、空気の抱き込みによる乾燥ムラを防ぎ、なおかつ傷
などの他の問題のない高品質な印刷物を得るにはマット
表面の表面粗さは０．８μｍ≦Ｒａ≦３５μｍ、又は
３．０μｍ≦Ｒｚ≦９０μｍであることが好ましい。

【００２３】このようなガイドローラー２のマット状の
表面を得る方法としては種々あり、本発明においては材
料、方法による制約は無い。例えば、従来の金属ガイド
ローラー表面をサンドブラスト処理、彫刻、化学的エッ
チングを行う等の他に、金属ガイドローラー表面に他の
材質、例えばセラミック溶射によりセラミック層を設け
る、或いは他の合成樹脂、天然樹脂、各種繊維、無機材
料等の層を周知の方法で設けそれをマット加工してもよ
い。

【００２４】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

【００２５】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】ここに、中心線平均粗さＲａ及び十点表面粗さＲｚは、
ＪＩＳ規格のＪＩＳ−Ｂ０６０１に基づく測定値であ
る。

【００２６】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】評価用プリンターにて低エネルギー（標準エネルギーの
７０パーセントの電圧）にて全ベタ転写を行ったとき、光沢ムラ ○・・・印画面全体が一様な濃度である。 ×・・・印画面中に濃度の異なるスジ状の部分が表れた。基材の傷つき ○・・・基材に傷つきは見られない。 △・・・基材に傷が発生した。

【００２７】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、実施例においては塗工装置としてグラビア印刷機
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、狭義の印刷機、塗工装置の種類にとら
われ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。

【００２８】

【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をマット状としたから、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
表面がマット状のガイドローラーの表面粗さは、中心線
平均粗さＲａが０．８μｍ≦Ｒａ≦３５μｍ、又は十点
平均粗さＲｚが３．０μｍ≦Ｒｚ≦９０μｍとしたか
ら、ガイドローラーの表面から基材へ伝えられる熱量は
適当な大きさであり、基材とガイドローラーの接触ムラ
は生ぜず、インキ・塗工液の乾燥ムラが無い。仮に基材
とガイドローラーの接触ムラが生じたとしてもガイドロ
ーラーから基材への伝熱量は小さくインキ・塗工液の乾
燥ムラは生じない。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、乾燥ユニット及び塗工装置を提供
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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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がマット状であるこ
とを特徴とする乾燥ユニット。
【請求項２】請求項１において、前記表面がマット状の
ガイドローラーの表面粗さは、中心線平均粗さＲａが
０．８μｍ≦Ｒａ≦３５μｍ、又は十点表面粗さＲｚが
３．０μｍ≦Ｒｚ≦９０μｍであることを特徴とする乾
燥ユニット。
【請求項３】ガイドローラーサポート式の乾燥ユニット
が設置された塗工装置において、前記ガイドローラーの
表面がマット状であることを特徴とする塗工装置。
【請求項４】請求項３において、前記表面がマット状の
ガイドローラーの表面粗さは、中心線平均粗さＲａが
０．８μｍ≦Ｒａ≦３５μｍ、又は十点表面粗さＲｚが
３．０μｍ≦Ｒｚ≦９０μｍであることを特徴とする塗
工装置。