JP2000343025A - 印刷用掻き取りブレード及びその加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】印刷用掻き取りブレードにおいて、版面やブレ
ード１の角の損傷や刃こぼれを防止し、高品位な印刷を
持続させるとともに長寿命とする。 【解決手段】刃部２を備えたジルコニアセラミックス製
板状体を有し、刃部における刃先及び隣接面の表面粗さ
をＲａ０．２μｍ以下とし、刃先を３〜２００μｍの曲
率半径を持つ曲面形状、又は刃先角１００〜１５０゜の
楔形とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷を行う際に、
版面から印刷インクを掻き取る際に使用するブレードに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、グラビア印刷やバッド印刷等
と通称される曲面印刷等においては、鋼、銅、亜鉛、合
成樹脂などから成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、掻き取りブレード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又は間接的に
被印刷物に転写するようにしている。

【０００３】このとき使用するブレードとしては、図６
の概略斜視図に示すようなものが知られている。即ち、
図６において、ブレード１１は工具鋼等の金属で作られ
ている。又、基体１４の刃部１２の先端、つまり刃先１
２ａは非常に鋭く加工されている。次に図７の概略側面
図に示すように、ブレード１１の刃先１２ａを凹版印刷
版の版面１３に接触させつつ矢印で示す掻き取り方向に
移動させ、版面の印刷インクを掻き取るものである。

【０００４】一方、電食を防止する目的で上記刃部１２
に厚み１〜２０μｍの極く薄いセラミックス被膜を形成
してなる金属製のブレード１１も作られている。又、近
年、ジルコニア焼結体からなるブレード１１も検討され
ている（特公平３ー２１３４８号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の印刷用
掻き取りブレード１１は刃先２ａ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
角を傷付け易く、版面や角が損傷すると、もはや高品位
な印刷は行えないという問題があった。損傷は当然版材
が柔らかい程顕著になる。

【０００６】又、やはり刃先２ａが鋭利である為刃こぼ
れが起こり易く、刃こぼれが起こるとインクが版面に筋
状に残るようになり、また版面や角の損傷が一層起こり
やすくなって、高品位な印刷はより困難になるという問
題もあった。

【０００７】更に鋼はもともと耐摩耗性が高くないた
め、従来のブレード１１は摩耗が激しく寿命が短いもの
であった。

【０００８】一方、電食を防止する目的で刃部１２に厚
み１〜２０μｍの極く薄いセラミックス被膜を形成した
ブレード１１においては、このような被膜の形成は、通
常コーティングや溶射等による為、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
損傷が起こり易かった。

【０００９】又、気孔を通って侵入する印刷インク等に
よる素地金属等の腐食や被膜の剥離の問題もある。更に
セラミック被膜を有するとはいえ、それは電食を防止す
る為の極く薄いものであり、本質的に金属製であるか
ら、セラミック被膜による耐摩耗性の若干の向上は期待
出来ても、全体としての強度靱性等の機械的特性は金属
製のものとほとんど変わらず、寿命の点で問題の残るも
のであった。

【００１０】さらに、ジルコニアセラミックス製板状体
によるブレードにおいては、一般にジルコニアセラミッ
クス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。又、刃先１２ａも曲
率半径５〜１００μｍと丸みをつけることによって鋭利
さは緩和されているが、実際にはチッピングの問題等は
依然として解消されていない。

【００１１】更にジルコニアセラミックス製板状体にお
ける刃部１２の表面粗さについても、従来は加工が困難
であることからＲａで０．３μｍ以上となっており、そ
のため刃部１２の谷部のインクが掻き取られずスジとし
て版面に残ってしまい、その結果印刷物にスジとして転
写されるという問題があり、やはり高品位の印刷は困難
であった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決する為に成されたもので、刃部を備えたジルコニアセ
ラミックス製板状体を有し、上記刃部における刃先及び
連続する面の表面粗さをＲａ０．２μｍ以下とし、かつ
上記刃先を３〜２００μｍの曲率半径を持つ曲面形状と
して印刷用掻き取りブレードを構成したことを特徴とす
る。

【００１３】また、本発明は、刃部を備えたジルコニア
セラミックス製板状体を有し、該刃における刃先が刃先
角１００〜１５０゜の楔形状とし、刃先角を成す二面の
表面粗さをＲａ０．２μｍ以下として印刷用掻き取りブ
レードを構成したことを特徴とする。

【００１４】更に本発明は、上記ブレードの先端部長さ
Ｌと先端部厚みｔの関係が次式に従うものとした。

【００１５】Ｌ／ｔ≦２００ また上記刃部を０．２〜０．４ｋｇ／ｃｍの押付力で版
面に押しつけたとき、刃先が０．３ｍｍ以上たわむもの
とした。

【００１６】又、本発明は、上記ブレード刃部の表面加
工方法として、該刃部の表面を、ラップ盤を用いたラッ
プ研磨を行うか、あるいは砥石又は金属からなるロール
を用いて仕上げ研磨を行うようにしたものである。

【００１７】これにより、従来のドクターブレードの問
題点を解決してインクの掻き取りを円滑に行い、版面や
版面と凹部との境界部の角の損傷を防止して高品位の印
刷を行い、更に強度、靱性、耐摩耗性等の機械的特性に
優れ、寿命の長い、印刷用掻き取りブレードを提供する
ものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て詳述する。

【００１９】図１において、ブレード１は刃部２を備え
たジルコニアセラミックス製板状体で作られている。そ
の刃部２の先端、つまり刃先２ａには丸みが付けられて
いる。そして、図２の概略側面図に示すように、ブレー
ド１の刃部２の刃先２ａを凹版印刷版の版面３に接触さ
せつつ矢印で示す掻き取り方向に移動させ、版面の印刷
インクを掻き取るものである。

【００２０】刃部２を備えたブレード１は、図１（ａ）
に示すように基体４と刃部２を一体的にジルコニアセラ
ミックスで形成するか、又は図１（ｂ）に示すように刃
部２を有するジルコニアセラミックス製板状体を金属よ
り成る基体４に貼り付けた構成とする。

【００２１】いずれの場合も、ジルコニアセラミックス
製板状体の後部に段差を設け厚みを厚くして、強度を補
強することもできる。この場合は後部の厚みは０．１〜
５ｍｍの間とし、図１（ａ）の構造の場合は後部を基体
４に固定するものとする。他の方法としては、樹脂で挟
んで基体４に固定しても良い。

【００２２】また、上記刃部２における少なくとも刃先
２ａ及びこれに連続する面の表面粗さは、中心線平均粗
さ（Ｒａ）にして０．２μｍ以下の鏡面としてある。曲
面形状、楔形状にかかわらず、表面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
ことが出来、版面の損傷防止やブレード１の長寿命化を
達成出来るようになる。

【００２３】刃部２の横断面の全体形状は、図３（ａ）
に示すような曲面形状の刃先２ａ、又は図３（ｂ）に示
す楔形状の刃先２ａとする。

【００２４】図３（ａ）における曲面形状の刃先２ａの
場合、刃先角、つまり刃先２ａを形作っている刃部の面
同士がなす角度θは１０〜９０゜の範囲で任意に設定出
来る。刃先２ａの丸みの程度は曲率半径にして３〜２０
０μｍであり、好ましくは５〜１５０μｍ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
ど完全に防止出来る。逆に曲率半径が３μｍ未満になる
と加工自体も難しく、刃先にカケ等が発生してしまい、
２００μｍを超えるとインクの掻き取りムラや版面の損
傷が著しく、印刷用掻き取りブレードとして使用できな
くなる。

【００２５】一方、図３（ｂ）に示すように、鈍角をし
た楔形状の刃先２ａとすることもできる。この場合は刃
先角度θを１００〜１５０゜とするのが良い。刃先角度
を１００゜未満とすると刃部の強度不足となり、逆に刃
先角度を１５０゜より大きくすると掻き取り効果が著し
く低下してしまう。

【００２６】いずれの場合も、上述したように少なくと
も刃先２ａ及び刃先角θを構成する２つの連続する面の
表面粗さは、中心線平均粗さ（Ｒａ）にして０．２μｍ
以下の鏡面としてある。

【００２７】さらに、図１に示すように、ブレード１の
ジルコニアセラミックス製板状体の刃部２は、肉薄とな
った先端部厚みｔが０．０３〜２ｍｍ、好ましくは０．
０５〜１．５ｍｍとしてあり、また先端部長さＬと先端
部厚みｔの関係が式 Ｌ／ｔ≦２００ に従うことが好
ましい。

【００２８】この範囲にすると、実際に装置を稼働させ
たときに刃部２へのクラック発生を防止することがで
き、上記式の範囲外にするとクラックを発生させること
になる。後述する実験結果によると、先端部長さＬが上
記式以下ではクラックの発生はないが、上記式を超える
とクラックが発生している。

【００２９】ここで、刃部２を成すジルコニアセラミッ
クスは正方晶形の結晶構造を持つジルコニア（正方晶ジ
ルコニア）を主体とするもので、結晶が緻密であるがゆ
えに、硬度が向上する。同様に機械的強度、ひいては靱
性や耐摩耗性が更に向上する。

【００３０】上記の様なジルコニアセラミックスは、ジ
ルコニアにイットリア、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
成が可能である為に結晶を緻密にすることが出来るとい
う理由で、イットリアやカルシアを用いるのが好まし
い。

【００３１】更にはジルコニアセラミックス製板状体の
刃部２が、該刃部２を版面３（シリンダー）に押しつけ
た際にブレード全長において１ｃｍ当たり０．２〜０．
４ｋｇ／ｃｍの押付力をかけたとき、ブレ−ド１の刃先
２が固定部に対し０．３ｍｍ以上のたわみを発生させる
ものとした。

【００３２】図８において、通常ブレード１は版面３に
対して６０゜の角度でセットされる。但し版面３（シリ
ンダー）の径はφ１５０〜φ１０００と変化する為、版
面３の中心に対するブレード１の位置は変化する。よっ
てたわみの量も版面３の径によって変動するが、ブレー
ド全長において１ｃｍ当たり０．２〜０．４ｋｇ／ｃｍ
の押付力をかけたとき、ブレ−ド１の刃先２が固定部に
対し０．３ｍｍ以上のたわみを発生させることにより掻
き取り可能なテンションを得ることができる。たわみが
０．３ｍｍ以下となると、スジやムラが発生し、きれい
に掻き取れなくなってしまう。逆にたわみが１ｍｍを越
えてしまうと、強度的に耐えきれず、ブレード１に割れ
やクラックが入ってしまったり、テンションが大きくな
りすぎて版面にキズをつけてしまう等の不具合が発生す
る。

【００３３】次に、上記ブレード１のジルコニアセラミ
ックス製板状体の刃部２の製造方法を説明する。まず、
セラミックス製の板状体を作製するが、上述したジルコ
ニア等の原料粉末に有機バインダーを加えて混合・攬伴
し、この原料を押出成形装置を用いて成形する。所定の
形状、寸法を持った口金を用い、板状体の長さ方向に押
出成形することによって、一定断面の成形体を連続的に
成形する。あるいは、ドクターブレード法やロールコン
パクション法等によりシート成形で一定断面の成形体を
連続的に成形することもできる。

【００３４】これを所定の長さで切断し、約１４００℃
の温度で焼成する。焼成後には多少の反りが発生するた
め、表裏を研削加工して一定の厚み、寸法となるように
仕上げ、ジルコニアセラミックス製板状体を得、更に図
１（ａ）に示すように先端部を研削して刃部２としたブ
レード１を得る。あるいは、図１（ｂ）に示すように刃
部２のみを作成し、これに別途金属板による基体４を形
成しておき、両者をエポキシ系等の接着剤で接合しても
ブレード１を得ることができる。

【００３５】次に刃部２の表面加工方法としては、刃部
２の表面を、ラップ盤を用いたラップ研磨を行うか、あ
るいは砥石又は銅、錫、鋳鉄等のロール状を用いて仕上
げ研磨を行う。従来、刃部２の表面粗さ加工は困難でＲ
ａ０．３μｍが限界であったが、本発明の加工法を適用
することによりＲａ０．２μｍ以下に加工することを可
能とした。

【００３６】本発明の加工方法の一つであるラップ研磨
法は、図４に示すようにジルコニアセラミックス製板状
体の刃部２をラップ盤５に当て、約５０ＲＰＭの条件で
回転させながら４５μｍパウダーのスラリー７を供給
し、１０分間刃先２ａの中仕上げを行った後、１５μｍ
パウダーのスラリー７で５分間仕上げ研磨を行うことに
より、所望の表面粗度を得ることが出来る。この際、刃
部２をラップ盤５に斜めに当てることにより、刃先２ａ
に曲面をつける。

【００３７】更に他の加工方法として、図５に示す砥石
又は銅、錫、鋳鉄等の金属からなるロール６を用いて仕
上げ研磨を行うことが出来る。ジルコニアセラミックス
製板状体の刃部２を円筒研削盤に固定し、約５０ＲＰＭ
でロール６を回転させながら、まず４５μｍパウダーの
スラリー７をロール５上に滴下し、刃先２ａをロール６
に押し当てて１０分間中仕上げを行った後、１５μｍパ
ウダーのスラリー７で５分間仕上げ研磨を行うことによ
り、所望の表面粗度を得ることが出来る。このようにロ
ール６を用いれば長尺のブレード１の加工を容易に行う
ことができる。

【００３８】なお刃先２ａの表面粗さの測定について
は、直接刃先２ａの測定を行っても良いが、測定が困難
な場合は同一加工条件で鏡面加工したダミー材に対して
表面粗さ計を用いて測定すれば良い。

【００３９】本発明のブレード１は、刃先２ａに丸みが
付けられしかもその曲率半径を３〜２００μｍ、好まし
くは５〜１５０μｍとするか、又は、刃先２ａが鈍角状
のエッジとなっており、刃先角度を１００〜１５０゜と
し、かつその刃先２ａにおけるジルコニアセラミックス
の表面粗さを０．２μｍ以下としているから、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。

【００４０】また、そのような丸みがあったり、鈍角楔
形形状の刃先２ａは厚く、欠けにくいうえに、硬度、強
度、靭性、耐摩耗性に優れたジルコニアセラミックスを
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２ａ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。このことにより、
従来はブレード装着後馴染むまでにかかっていた時間を
大きく短縮することが可能となる。

【００４１】

【実施例】実験例１ 刃先２ａにおけるジルコニアセラミックスの中心線平均
粗さ（Ｒａ）を、０．０５μｍ〜０．３μｍの間に振っ
て凹版印刷版を使用して実際に印刷した。このときの刃
先２ａは、曲率半径は１００μｍの曲面形状とした。版
面の状況結果を表１に示す。

【００４２】表１から明らかなように、刃先２ａにおけ
るジルコニア焼結体の中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．２
μｍを越えるものは、インクの掻き取りむらや版面の損
傷が著しく、凹版印刷用掻き取りブレードとして使用出
来ないか又は仕上がり上問題はないがレベル的には十分
ではなかった。

【００４３】これに対し、中心線平均粗さ（Ｒａ）０．
２μｍ以下とした本発明実施例では仕上がりが非常に良
くなっている。なお、加工の容易性を考慮して、中心線
平均粗さ（Ｒａ）の下限は０．０５μｍとすることが好
ましい。

【００４４】

【表１】

【００４５】実験例２ 次に刃先２ａを曲面状として、その曲率半径を２〜２５
０μｍの範囲で変化させ、凹版印刷板を使用して実際の
印刷を行った。この時、中心線平均粗さは０．０５μｍ
とした。版面の状況結果を表２に示す。

【００４６】表２から明らかなように、刃先の丸みが曲
率半径にして２００μｍを越えるものは、インクの掻き
取りムラや版面の損傷が著しく、印刷用掻き取りブレー
ドとして使用できず、一方曲率半径が３μｍよりも小さ
くなると加工が難しくなり、刃先にカケ等が発生する
為、曲率半径は３〜２００μｍの範囲内とすれば良いこ
とがわかる。

【００４７】

【表２】

【００４８】実験例３ 次に刃先２ａを楔形状とし、刃先角度θを８０〜２００
゜の範囲で変化させて、凹版印刷板を使用して実際の印
刷を行った。この時、中心線平均粗さは０．０５μｍと
した。版面の状況結果を表３に示す。

【００４９】表３から明らかなように、刃先角θが１０
０゜未満、又は１５０゜を越えるものは、インクの掻き
取りムラや版面の損傷が著しく、印刷用掻き取りブレー
ドとして使用できず、刃先角θを１００〜１５０°とす
れば良いことがわかる。

【００５０】

【表３】

【００５１】実験例４ 次に、刃部２の先端部厚みｔを０．０５、０．０７ｍｍ
とし、先端部長さＬを変化させ、実際に稼働させたとき
のクラック発生の有無を確認した。この時の刃先２ａ
は、中心線平均粗さ０．０５μｍの曲面形状とした。結
果を表４に示す。

【００５２】表４から、Ｌ／ｔ＞２００となるものでは
明らかにクラックが発生している。これに対し、Ｌ／ｔ
≦２００としたものは安定してクラックの発生が無かっ
た。

【００５３】

【表４】

【００５４】実験例５ 次に、刃部２の先端部厚みｔを０．０５、０．０７、
０．１、０．１５ｍｍとし、先端部長さＬを５ｍｍに固
定して、実際に稼働させたときの掻き取り状態、クラッ
ク発生の有無を確認した。この時の刃先２ａは、中心線
平均粗さ０．０５μｍ、先端Ｒ０．１ｍｍの曲面形状と
した。結果を表５に示す。

【００５５】表５より、たわみ量が０．２以下と小さい
場合には、いずれの厚みでも版面３との密着力が弱い
為、インクの掻き取りムラが発生している。又、厚みが
０．１ｍｍをこえるとテンションが大きくなりすぎ、た
わみが０．３ｍｍのときでも版面にキズ等の不良を発生
させてしまう。

【００５６】一方、厚みが０．０５〜０．１０ｍｍの間
では、０．３ｍｍ以上のたわみを発生させることで、イ
ンクの掻き取りムラを防止できていることがわかる。

【００５７】

【表５】

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、刃部を備えたジルコニ
アセラミックス製板状体を有し、該刃部における刃先及
び連続する面の表面粗さをＲａ０．２μｍ以下とし、か
つ上記刃先を３〜２００μｍの曲率半径を持つ曲面形状
とするか、又は刃先が刃先角度１００〜１５０゜の楔形
状とすることによって、刃先が厚く、欠けにくいうえ
に、表面を研磨して鏡面としているので、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。
このことにより、ブレードや版面の寿命を長くし、また
ブレード装着後馴染むまでの時間を大きく短縮すること
も可能となる。

【００５９】更に、上記ブレードは先端部長さＬと先端
部厚みｔの関係を、Ｌ／ｔ≦２００とすることにより、
実際に装置を稼働させたときのブレードへのクラック発
生防止することができる。

【００６０】さらに上記刃部を０．２〜０．４ｋｇ／ｃ
ｍの押付力で版面に押しつけたとき、刃先が０．３ｍｍ
以上たわむことにより、版面の全長にわたって安定した
テンションが加わり、良好な掻き取りを実施できる。逆
にたわみが０．３ｍｍ以上となるようにブレードの押し
つけ圧力を一定に保つことにより、ブレードへの過負荷
が防止出来、ブレードの長寿命化が可能となる。

【００６１】又、刃部の表面加工方法として、該刃部の
表面を、ラップ盤を用いたラップ研磨を行うか、あるい
は砥石又は銅、錫、鋳鉄等の金属からなるロールを用い
て仕上げ研磨を行うことにより、所望の表面粗度を得る
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）（ｂ）は本発明の印刷用掻き取りブレー
ドを示す概略斜視図である。

【図２】本発明の印刷用掻き取りブレードを用いて版面
の印刷インクを掻き取る状態を示す概略側面図である。

【図３】（ａ）（ｂ）は本発明の印刷用掻き取りブレー
ドの刃先形状を示す横断面図である。

【図４】本発明の印刷用掻き取りブレードの刃部の加工
方法を説明するための概略斜視図である。

【図５】本発明の印刷用掻き取りブレードの刃部の他の
加工方法を説明するための概略斜視図である。

【図６】従来の印刷用掻き取りブレードを示す概略斜視
図である。

【図７】従来の印刷用掻き取りブレードを用いて版面の
印刷インクを掻き取る状態を示す概略側面図である。

【図８】本発明の印刷用掻き取りブレードを用いて版面
の印刷インクを掻き取る状態を示す他の概略側面図であ
る。

【符号の説明】

１、１１：ブレード ２、１２：刃部 ２ａ、１２ａ：刃先 ３、１３：版面 ４、１４：基体 ５：ラップ盤 ６：ロール ７：スラリー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】刃部を備えたジルコニアセラミックス製板
   状体を有し、上記刃部における刃先及び刃先に連続する
   面の表面粗さがＲａ０．２μｍ以下であり、かつ上記刃
   先が３〜２００μｍの曲率半径を持つ曲面形状であるこ
   とを特徴とする印刷用掻き取りブレード。
2. 【請求項２】刃部を備えたジルコニアセラミックス製板
   状体を有し、上記刃部における刃先が刃先角１００〜１
   ５０゜の楔形状であり、刃先角を成す二面の表面粗さが
   Ｒａ０．２μｍ以下であることを特徴とする印刷用掻き
   取りブレード。
3. 【請求項３】上記刃部の先端部長さＬと先端部厚みｔの
   関係が次式に従うことを特徴とする請求項１又は２に記
   載の印刷用掻き取りブレード。 Ｌ／ｔ≦２００
4. 【請求項４】上記刃部を０．２〜０．４ｋｇ／ｃｍの押
   付力で版面に押しつけたとき、刃先が０．３ｍｍ以上た
   わむことを特徴とする請求項１〜３に記載の印刷用掻き
   取りブレード。
5. 【請求項５】ジルコニアセラミックス製板状体に刃部を
   形成し、該刃部の表面を、ラップ盤を用いたラップ研磨
   を行うか、あるいは砥石又は金属からなるロールを用い
   て仕上げ研磨を行うことによって、表面粗さをＲａ０．
   ２μｍ以下とすることを特徴とする印刷用掻き取りブレ
   ードの加工方法。