(57)【要約】  グラビア印刷ロールに対して用いられるドクターブレードであって、水性インキ使用グラビア印刷に適用して油性インキ使用グラビア印刷と同等の印刷速度にしても版かぶりが起きにくく、水性インキ使用グラビア印刷を実用レベルになしうるとともにその長寿命化を図ることができるようにしたドクターブレードを提供する。  先端部をナイフエッジ部としたドクターブレード本体を有し、グラビア印刷ロールに前記ナイフエッジ部を当接させた状態で相対的に移動してグラビアセルにインクを盛りかつ余分なインクを掻き取るドクターブレードにおいて、前記ドクターブレード本体の少なくともナイフエッジ部を二酸化珪素被膜によって被覆し、前記二酸化珪素被膜をペルヒドロポリシラザン溶液を用いて形成することを特徴とするようにした。【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部をナイフエッジ部としたドクターブレード本体を有し、グラビア印刷ロールに前記ナイフエッジ部を当接させた状態で相対的に移動してグラビアセルにインクを盛りかつ余分なインクを掻き取るドクターブレードにおいて、前記ドクターブレード本体の少なくともナイフエッジ部を二酸化珪素被膜によって被覆し、前記二酸化珪素被膜をペルヒドロポリシラザン溶液を用いて形成することを特徴とするドクターブレード。
【請求項２】
前記二酸化珪素被膜の厚さが０．１〜５μｍであることを特徴とする請求項１記載のドクターブレード。
【請求項３】
先端部をナイフエッジ部としたドクターブレード本体を準備する工程と、前記ドクターブレード本体の少なくともナイフエッジ部に二酸化珪素被膜を形成する二酸化珪素被膜形成工程とを含み、ペルヒドロポリシラザン溶液を用いて前記二酸化珪素被膜を形成することを特徴とするドクターブレードの製造方法。
【請求項４】
前記二酸化珪素被膜形成工程が、ペルヒドロポリシラザン溶液を前記ドクターブレード本体の少なくともナイフエッジ部に塗布し、所定の膜厚の塗布膜を形成する塗布膜形成処理と、前記塗布されたペルヒドロポリシラザン塗布膜を過熱水蒸気によって所定時間加熱して所定の硬度の二酸化珪素被膜とする被膜形成加熱処理とからなることを特徴とする請求項３記載のドクターブレードの製造方法。
【請求項５】
前記加熱処理によって形成された二酸化珪素被膜の表面を冷水又は温水で洗浄する工程を含むことを特徴とする請求項４記載のドクターブレードの製造方法。
【請求項６】
前記二酸化珪素被膜の厚さが０．１〜５μｍであることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項記載のドクターブレードの製造方法。                                    
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラビア印刷においてグラビア印刷ロールにナイフエッジ部を当接させた状態で相対的に移動してグラビアセルにインクを盛りかつ余分なインクを掻き取るように作動するドクターブレードに関し、詳細に言えば、水性インキ使用グラビア印刷に適用して油性インキ使用グラビア印刷と同等の印刷速度にしても版かぶりが起きにくく、水性インキ使用グラビア印刷を実用レベルになしうるとともにその長寿命化を図ることができるようにしたドクターブレードに関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来のグラビア印刷機におけるドクター装置を示す。図４において、符号１０はグラビア印刷ロール、符号１２はドクター装置のドクターブレードを示す。ドクター装置は、ドクターブレード１２を支持してその先端部のナイフエッジ部１４をグラビア印刷ロール１０に当接させた状態で相対的に移動してグラビアセルにインクを盛りかつ余分なインクを掻き取る装置である。【０００３】
ドクターブレード１２は、印刷中に矢印Ａで示すゆっくりとした横スライドを行うことにより、ドクターブレード１２のナイフエッジ部１４の一点がグラビア印刷ロール１０のロール面長方向の定まった一点にのみ接触するのを回避して先端形状の均一な摩耗を図っている。もしも、ドクターブレード１２が印刷中に矢印Ａで示す横スライドを行わないとすれば、ドクターブレード１２の先端の摩耗が均一でなくなり、早期に先端の数か所が大きく摩耗してそこのインク掻き取り機能が喪失し版画像に存在しない版面周方向に連続する直線、すなわちドクター筋を予期せぬ多数の箇所に発生した状態に印刷することになる。【０００４】
ドクターブレードに関する先行技術文献として、特許文献１〜１９がある。これらの文献の殆どが耐久性の向上に関するものである。特許文献１７は、版かぶりの解消を目的としているが、水性インキ使用グラビア印刷において効果があるものではない。又、特許文献２０及び２１があるが、いずれもドクターブレードの形状、保持構造に関する改善である。【０００５】
油性インキ使用グラビア印刷では版かぶりについて技術的な改善が達成されている。他方、水性インキ使用グラビア印刷では版かぶりについて技術的な改善が達成されておらず、実用化が全く進んでいない。これまでのところ、パッケージ用の軟包装フィルムやカレンダー、雑誌に折り込まれるグラビア写真印刷等は、全て油性インキ使用グラビア印刷が行われている。
【特許文献１】特開昭６１−１２３９６号公報
【特許文献２】特開昭６２−２２７６４５号公報
【特許文献３】特開昭６２−２３８７４３号公報
【特許文献４】特開昭６２−５０３０８５号公報
【特許文献５】特開昭６３−２５０３８号公報
【特許文献６】特開昭６３−１１６８５２号公報
【特許文献７】特開昭６３−２４６２４９号公報
【特許文献８】特開平３−００７３９４号公報
【特許文献９】特開平４−０１２８５３号公報
【特許文献１０】特開平４−０７０３４１号公報
【特許文献１１】特開平４−０７０３４２公報
【特許文献１２】特開平４−２９６５５６号公報
【特許文献１３】特開平６−０３９９９１号公報
【特許文献１４】特開平７−２７６６０１号公報
【特許文献１５】特開平８−１６４５９８号公報
【特許文献１６】特開平９−２５４３５６号公報
【特許文献１７】特開平１０−３３７８４０号公報
【特許文献１８】実開昭６２−００５９５９号公報
【特許文献１９】実開昭６３−０９４５７６号公報
【特許文献２０】Ｕ．Ｓ．Ｐ．第５，６３８，７５１号
【特許文献２１】Ｕ．Ｓ．Ｐ．第４，８９５，０７１号
【特許文献２２】特開２０００−７９７７５号公報
【特許文献２３】特開２００１−０８９１２６号公報
【特許文献２４】特開２００２−１０５６７６号公報
【特許文献２５】特開２００３−１９７６１１号公報
【特許文献２６】特開２００３−３３６０１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の先行技術文献から判るように、これまでのところ、ドクターブレードに関する改善・改良は、耐摩耗性の向上、耐久性の向上、長寿命化、ドクター筋の解消といった観点から専ら提案されてきている。例えば、インキにチタンホワイト等を含む場合には摩耗速度が比較的大きくなり、消耗品であるドクターブレードのランニングコストを抑えるためには如何に耐磨耗性を持たせ寿命を向上させ得るかが問題になっていた。【０００７】
従来においては、水性インキ使用グラビア印刷における版かぶりを解消して実用化を達成するという観点から、ドクターブレードの改良が行われた例は存在しない。油性インキ使用グラビア印刷は、油性インキに含まれる５０％超の有機溶剤が揮発して大気の汚れの一因になっているので、アルコール分が５〜１０％と少ない水性インキ使用グラビア印刷への切替えが注目されている。しかしながら、水性インキ使用グラビア印刷は、版かぶりが顕著に生じ易く、高精度な印刷が全く実現できなかった。【０００８】
グラビア印刷は、ドクターブレードをグラビア印刷ロールに突き立ててセルにインクを盛りかつ余分なインクを掻き取るので、理論的には非画線部にインキが残らない訳であるが、実際にはインキがドクターブレードを潜って非画線部に残るために、版かぶりが起こる。版かぶりとは、インキがドクターブレードを潜って版面の非画線部に残され、該インキが印刷される前までの間に必要な乾燥度合いにならないために被印刷物に転移して画像が汚れる現象であり、印刷速度が速過ぎたり、印刷枚数が多くなりドクターブレードの摩耗が進んだときに起こる現象である。版かぶりは、特に水性インキを使用するときは顕著に起きて現状では回避が困難な問題であるが、油性インキを使用しても起こる現象である。【０００９】
版かぶりが起こるメカニズムについて説明する。仮に今、ロール面を極めて高精度の鏡面にバフ研磨してからセルを形成し耐刷力を付けるクロムメッキ層等の保護被覆層の形成を行って、メッキのバリを除去し、かつ極めて高精度の鏡面にして油性インキ使用グラビア印刷を行うものとし、又、ドクターブレードは、インキ掻き取り機能が極めて良好に行える刃先を備えているものとする。この場合、ドクターブレードは、最初の僅かな時間は版面の非画線部に油性インキが全く残らないように掻き取ることができる。【００１０】
しかし、この過程のインキの掻き取りは、ドクターブレードと版面との間に潤滑剤が存在しないことになる。そのため、ドクターブレードと版面の非画線部の相対的な摩擦係数が大きくなり、ドクターブレード及び版面の摩耗が生じ易く、ドクターブレードのインキ掻き取り機能が低下しかつ版面がすぐに粗れてしまう。すると、油性インキがドクターブレードを通過して非画線部に残り、これが版かぶりとなる。又、ドクターブレードと版面との間に潤滑剤が存在しないと、ドクターブレードと版面の非画線部に相関的に生ずる摩擦力が印刷ロールの偏心と相俟って絶えず変化し振動が発生することになり、このため、油性インキがドクターブレードを通過して非画線部に残り、版かぶりが大きく生じる。【００１１】
そこで、２０００〜３０００番位の砥石で表面粗さのロール面を極めて高精度の鏡面にバフ研磨してからセルを形成し耐刷力を付ける保護被覆層の形成、例えばクロムメッキを行って、バリ取りしかつ十分均一にサンドペーパー痕が残る手仕上げ研磨することを行うと、版面に自己潤滑性が生じる。これによって油性インキ使用グラビア印刷では版かぶりが生じない印刷が行われている。【００１２】
版面の自己潤滑性は、以下のように説明できる。版面に耐刷力を付けるクロムメッキをサンドペーパーで擦ると非画線部にサンドペーパー痕が付く。ドクターブレードをグラビア印刷ロールに当接させた状態で相対的に移動してグラビアセルにインクを盛りかつ余分なインクを掻き取る。すると、サンドペーパー痕に入った極微量の油性インキがドクターブレードを潜る。ドクターブレードを潜ったサンドペーパー痕に残る油性インキは、顔料が少なく樹脂分及び溶剤が多い。そして、サンドペーパー痕に残る油性インキは、ドクターブレードを潜るときに樹脂分及び溶剤がドクターブレードと版面との間に潤滑剤として介在する。【００１３】
このため、ドクターブレードと版面の非画線部の相対的な摩擦係数を小さくし、ドクターブレードの刃先の摩耗及び版面の摩耗を小さく抑える。サンドペーパー痕に残る極微量の油性インキは、極めて薄膜になっているから乾燥空気に晒される面積割合が飛躍的に大きくなるので、該油性インキ中の溶剤分は、１１０〜１３０ｍ／ｍｉｎという印刷速度で印刷位置に移行するまでの微小な時間経過以内に揮発する。その結果、顔料及び樹脂分は、サンドペーパー痕の底へ引き寄せられ軽く乾燥した状態となり被印刷物に転移しない。【００１４】
そうして、サンドペーパー痕の底へ引き寄せられ軽く乾燥した顔料及び樹脂分は、再び塗布される油性インクと合わさるときに、溶剤が含浸してウエットになるので、サンドペーパー痕の底に乾燥堆積しない。このため、印刷時間が経過しても版かぶりが起きない。しかし、印刷速度を大きくすると、ドクターブレードを潜った非画線部に形成されたサンドペーパー痕に残る極微量の油性インキは、印刷位置に移行されるまでの経過時間内に揮発しないので版かぶりが起きる。叙上が、油性インキ使用グラビア印刷において、版面の自己潤滑性を持たせると版かぶりが起きない理由である。【００１５】
これに対し、水性インキ使用グラビア印刷においては、版面の自己潤滑性を持たせることと版かぶりが起きないこととの因果関係を同じに論ずることはできない。水性インキ使用グラビア印刷では版かぶりが起きる別の状況が存在する。先ず、ロール面を極めて高精度の鏡面にバフ研磨してからセルを形成し耐刷力を付ける保護被覆層の形成、例えばクロムメッキを行って、バリ取りし、かつ極めて高精度の鏡面にして水性インキ使用グラビア印刷を行う場合、上述した油性インキ使用グラビア印刷を行う場合と同様に、ドクターブレードは、最初の極僅かな時間は版面の非画線部に油性インキが全く残らないように掻き取ることができるが、ドクターブレードと版面の非画線部の相対的な摩擦係数が大きいために摩耗が大きく表面がすぐに粗れてしまい、水性インキがドクターブレードを通過して非画線部に残り、版かぶりが大きく生じることになる。【００１６】
そこで、油性インキ使用グラビア印刷のときと同様に、２０００〜３０００番位の砥石で表面粗さのロール面を極めて高精度の鏡面にバフ研磨してからセルを形成し耐刷力を付ける保護被覆層の形成、例えばクロムメッキを行って、バリを取ってかつ十分均一にサンドペーパー痕が残る手仕上げ研磨して印刷ロールを製作すると、版面に自己潤滑性が生じるが、水性インキ使用グラビア印刷では版かぶりが顕著に生じ、高精度な印刷が全く実現できない。【００１７】
その理由として、いくつかの複合的な原因がある。水性インキは油性インキに比べ顔料の成分濃度が３０％位多いので、サンドペーパー痕に存してドクターブレードの掻き取りを潜る水性インキは、顔料濃度が多いこと、水の蒸発ー顔料の乾燥は、有機溶剤の揮発ー顔料の乾燥に比べて乾燥負荷が遙かに大きく乾燥がかなり遅れるので、ドクターブレードを潜った水性インキが印刷位置に移行するまでの微小な経過時間内に十分に乾かないこと、特に顔料及び樹脂に結合している結合水は容易には蒸発しないこと、及び、サンドペーパー痕の底へ引き寄せられ軽く乾燥した顔料及び樹脂分は、水分との親和性が溶剤との親和性に比べて小さく、再びファニッシャロールにより塗布される水性インキと合わさってもインキ成分の水やアルコールとの親和が遅れてサンドペーパー痕の底に堆積していくこと、及び従来では炭素鋼からなるドクターブレードを使用していたので、２０，０００ｍも印刷すると、摩耗が大きく刃先が大きく後退して刃先の厚みが当初の５５μｍから１００μｍ位になってインキ掻き取り機能を顕著に低下してドクターブレードの掻き取りを潜る水性インキの量が多くなることが考えられる。【００１８】
このように、水性インキ使用グラビア印刷では非画線部にサンドペーパー痕を形成することが、版面に自己潤滑性を付与するものの、版かぶりの解消にはならず、むしろ版かぶりの原因となってしまう。従って、水性インキ使用グラビア印刷では版面の非画線部にサンドペーパー痕を形成しないで、別の手段でドクターブレードと版面との相対的な潤滑性を高めかつ版かぶりが起きないようにする必要がある。【００１９】
上述した点に鑑み、本願出願人は、ダイヤモンドライクカーボン被膜をブレード本体の少なくともナイフエッジ部に形成することによって、ドクターブレードの長寿命化が図れ、かつ水性インキ使用グラビア印刷に適用して油性インキ使用グラビア印刷と同等の印刷速度にしても版かぶりが起きにくく、水性インキ使用グラビア印刷を実用レベルになしうるドクターブレードについて既に提案した（特許文献２２）。【００２０】
上述したダイヤモンドライクカーボン被膜は、性能的には優れているものの、その被膜形成態様が必ずしも安定したものとはいえず、また、コスト的にも問題があり、実用化を図るのは困難であった。そこで、本発明者らはダイヤモンドライクカーボン被膜に替わる優れた被膜材料についての研究を続けていたところ、ペルヒドロポリシラザン溶液を用いて形成される二酸化珪素被膜が性能的にはダイヤモンドライクカーボン被膜に匹敵しかつコスト的にも問題はなく、安定して被覆形成を行うことができることを見出し、本発明を完成させたものである。ペルヒドロポリシラザンに関する文献として、特許文献２３〜２６を提示する。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明のドクターブレードは、先端部をナイフエッジ部としたドクターブレード本体を有し、グラビア印刷ロールに前記ナイフエッジ部を当接させた状態で相対的に移動してグラビアセルにインクを盛りかつ余分なインクを掻き取るドクターブレードにおいて、前記ドクターブレード本体の少なくともナイフエッジ部を二酸化珪素被膜によって被覆したことを特徴とする。前記ドクターブレード本体は、薄肉の鋼板、ステンレススチール板、又はプラスチック板等から形成すればよい。【００２２】
前記二酸化珪素被膜は、ペルヒドロポリシラザン溶液を用いて形成される。さらに具体的には、前記ペルヒドロポリシラザン溶液を前記ブレード本体の少なくともナイフエッジ部に塗布し、所定の膜厚の塗布膜を形成し、前記塗布されたペルヒドロポリシラザン塗布膜を過熱水蒸気によって所定時間加熱して所定硬度の二酸化珪素被膜を形成する。【００２３】
ペルヒドロポリシラザン溶液の塗布膜の厚さはペルヒドロポリシラザン溶液の濃度に依存して変動するが、被膜形成熱処理後の二酸化珪素被膜の厚さが０.１〜５μｍ、好ましくは０.１〜３μｍ、さらに好ましくは０.１〜１μｍになるように塗布すればよい。例えば、ペルヒドロポリシラザン溶液の濃度が２０％の場合には、目標とする二酸化珪素被膜の厚さの５倍程度の塗布厚さとすればよい。【００２４】
前記過熱水蒸気の温度は１００℃を超えるもの、好ましくは３００℃以下のものが用いられるが、ドクターブレード本体がプラスチック板から形成されている場合には、プラスチック板の耐熱温度以下の温度の過熱水蒸気を用いる必要がある。【００２５】
加熱処理の時間は過熱水蒸気の温度によって変動するが、５分〜１時間程度で十分である。形成される二酸化珪素被膜の硬度はビッカース硬度で８００〜３０００程度である。【００２６】
前記加熱処理によって形成された二酸化珪素被膜の表面を冷水又は温水で洗浄することによって、二酸化珪素被膜の品質を向上させることができる。冷水は常温水を用いればよく、温水は４０℃〜１００℃程度の加熱水を用いればよい。洗浄時間は３０秒〜１０分程度で十分である。【００２７】
上記ペルヒドロポリシラザン溶液の塗布方法としては、スプレーコート、インクジェット塗布、メニスカスコート、ファウンテインコート、ディップコート、回転塗布、ロール
塗布、ワイヤーバー塗布、エアーナイフ塗布、ブレード塗布、カーテン塗布等を用いることができる。【００２８】
上記ペルヒドロポリシラザンを溶解する溶剤としては公知のものを用いればよいが、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、エーテル、ＴＨＦ、塩化メチレン、四塩化炭素のほか特許文献２５に記載されたようなアニソール、デカリン、シクロヘキサン、シクロヘキセン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、リモネン、ヘキサン、オクタン、ノナン、デカン、Ｃ８−Ｃ１１アルカン混合物、Ｃ１８−Ｃ１１芳香族炭化水素混合物、Ｃ８以上の芳香族炭化水素を５重量％以上２５重量％以下含有する脂肪族／脂環式炭化水素混合物、ソルベッソ、ジイソプロピルエーテル、メチルターシャリーブチルエーテル、デカヒドロナフタリン及びジブチルエーテルなどを用いることができる。【００２９】
上記した各種溶剤に溶解されて作製されるペルヒドロポリシラザン溶液は、そのままでも過熱水蒸気による加熱処理によって二酸化珪素へ転化するが、反応速度の増加、反応時間の短縮、反応温度の低下、形成される二酸化珪素被膜の密着性の向上等を図る目的で触媒を用いるのが好ましい。これらの触媒も公知であり、例えばアミンやパラジウムが用いられるが、具体的には、特許文献２３に記載されるように、有機アミン、例えばＣ１−５のアルキル基が１−３個配置された第１−第３級の直鎖状脂肪族アミン、フェニル基が１−３個配置された第１−第３級の芳香族アミン、ピリジン又はこれにメチル、エチル基等のアルキル基が核置換された環状脂肪族アミン等が挙げられ、さらに好ましいものとして、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノブチルアミン、モノプロピルアミン、ジプロピルアミン等を挙げることができる。これらの触媒はペルヒドロポリシラザン溶液に予め添加しておいてもよく、また過熱水蒸気による加熱処理の際の処理雰囲気中に気化状態で含有させることもできる。【００３０】
前記二酸化珪素被膜の厚さが０．１〜５μｍ、好ましくは０．１〜３μｍ、さらに好ましくは０．１〜１μｍであることが好適である。【００３１】
前記ペルヒドロポリシラザン溶液を上記したスプレーコートやインクジェット塗布等の塗布方法によって前記ドクターブレード本体の少なくともナイフエッジ部に塗布し所定の膜厚の塗布膜を形成し、前記塗布されたペルヒドロポリシラザン塗布膜を過熱水蒸気によって所定時間加熱して所定の硬度の二酸化珪素被膜を形成するのが好ましい。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明してきたように、本発明のドクターブレードによれば、ドクターブレード本体の少なくとも先端部に二酸化珪素被膜を形成してなるので、グラビア印刷ロールにナイフエッジ部を当接させた状態で相対的に移動して余分なインクを掻き取るドクターブレードの自己潤滑機能と耐磨耗性を確保して長寿命化が図れ、版面に対して優しく傷を付ける惧れがない。【００３３】
本発明のドクターブレードによれば、水性インキ使用グラビア印刷において実用的な印刷速度、実用的な印刷長さ（印刷枚数）を印刷しても版かぶりが生じない。二酸化珪素被膜のドクターブレードを使用すると、刃先の平滑度・直線度が高く、濡れ性が大きく、表面に柔軟性があるので、版面の非画線部に形成したサンドペーパー痕に存する水性インキに近づき易く、ドクターブレードを潜るインキの量を極めて少なく抑えられるので、版かぶりを有効に回避できる。【００３４】
従来における水性インキ使用グラビア印刷は、実用的な印刷速度にすると版かぶりが生じていたが、本発明のドクターブレードを使用すれば、水性インキ使用グラビア印刷の商業的実用が初めて実現できる。本発明のドクターブレードによれば、インキ掻き取り機能
を保障する刃先の摩耗が従来品に対して約１／５になるから、ドクターブレードの寿命を従来品に比して五倍に延ばすことができて、版かぶりの発生を長時間にわたり回避できる。又、ドクターブレードを短時間毎に取り替える必要がなく、メンテナンスが楽になる。【００３５】
本発明のドクターブレードによれば、版面の磨耗を小さく抑えることができるので、版面の耐刷枚数を実質的に二倍以上に高めることができ、保護被覆層の再度の形成、例えば再クロムメッキを行う回数を半減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のドクターブレードの一つの実施の形態を示す要部断面図である。
【図２】本発明のドクターブレードの製造方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明のドクターブレードの製造工程を模式的に示す説明図で、（ａ）はド    クターブレード本体の断面図、（ｂ）はドクターブレード本体の表面にペルヒドロポ    リシラザン塗布層を形成した状態を示す断面図、及び（ｃ）はペルヒドロポリシラザ    ン塗布層を過熱水蒸気による熱処理によって二酸化珪素被膜とした状態を示す断面図    である。
【図４】従来のドクター装置を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０：グラビア印刷ロール、１２，２０：ドクターブレード、１４，２２：ナイフエッジ部、２４：ドクターブレード本体、２５：ペルヒドロポリシラザン塗布層、２６：二酸化珪素被膜。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下に、本発明の実施の形態を添付図面中図１を参照して説明する。図１は、本発明のドクターブレードの一つの実施の形態を示す要部断面図である。図１において、ドクターブレード２０は、グラビア印刷ロール１０の径に合わせて位置を調整されナイフエッジ部２２をグラビア印刷ロール１０に対して傾斜状態に当接させて余分なインクを掻き取りつつグラビア印刷ロール１０のグラビアセルにインクを盛る役目を果たす。このドクターブレード２０は、腰が強い可撓性を有する薄肉の鋼板、ステンレススチール板、又はプラスチック板等より形成され、先端部がナイフエッジ部２２になっているドクターブレード本体２４と、該ドクターブレード本体２４の両側全面に形成される０．１〜５μｍの膜厚の二酸化珪素被膜２６とからなる。【００３９】
前記ドクターブレード本体２４は、焼入れした炭素鋼からなり、例えば長さ１０３０ｍｍ×幅６０ｍｍ×厚さ１５０μｍの極薄帯状鋼板の一側の端縁の長さ１０３０ｍｍ×幅１２００μｍの面積について先端における厚さが５５μｍとなるように傾斜面を付け、この傾斜面をナイフエッジ部２２として、焼入れを施してある。焼入れした炭素鋼よりなるドクターブレード本体２４のビッカース硬度は約６００である。【００４０】
なお、ドクターブレード２０は、両側にナイフエッジ部（刃先）２２を形成する両刃形とするのが良い。前記二酸化珪素被膜２６は、ペルヒドロポリシラザン溶液を用いて形成される。さらに具体的には、前記ペルヒドロポリシラザン溶液を前記ドクターブレード本体の少なくともナイフエッジ部に塗布し、所定の膜厚の塗布膜を形成し、前記塗布されたペルヒドロポリシラザン塗布膜を過熱水蒸気によって所定時間加熱して所定硬度の二酸化珪素被膜を形成する。上記ペルヒドロポリシラザン溶液の塗布方法としては、スプレーコート、インクジェット塗布、メニスカスコート、ファウンテインコート、ディップコート、回転塗布、ロール塗布、ワイヤーバー塗布、エアーナイフ塗布、ブレード塗布、カーテン塗布等を用いることができる。【００４１】
上記ペルヒドロポリシラザンを溶解する溶剤としては公知のものを用いればよいが、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、エーテル、ＴＨＦ、塩化メチレン、四塩化炭素のほか特許文献２５に記載されたようなアニソール、デカリン、シクロヘキサン、シクロヘキセン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、リモネン、ヘキサン、オクタン、ノナン、デカン、Ｃ８−Ｃ１１アルカン混合物、Ｃ１８−Ｃ１１芳香族炭化水素混合物、Ｃ８以上の芳香族炭化水素を５重量％以上２５重量％以下含有する脂肪族／脂環式炭化水素混合物、ソルベッソ、ジイソプロピルエーテル、メチルターシャリーブチルエーテル、デカヒドロナフタリン及びジブチルエーテルなどを用いることができる。【００４２】
上記した各種溶剤に溶解されて作製されるペルヒドロポリシラザン溶液は、そのままでも過熱水蒸気による加熱処理によって二酸化珪素へ転化するが、反応速度の増加、反応時間の短縮、反応温度の低下、形成される二酸化珪素被膜の密着性の向上等を図る目的で触媒を用いるのが好ましい。これらの触媒も公知であり、例えばアミンやパラジウムが用いられるが、具体的には、特許文献２３に記載されるように、有機アミン、例えばＣ１−５のアルキル基が１−３個配置された第１−第３級の直鎖状脂肪族アミン、フェニル基が１−３個配置された第１−第３級の芳香族アミン、ピリジン又はこれにメチル、エチル基等のアルキル基が核置換された環状脂肪族アミン等が挙げられ、さらに好ましいものとして、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノブチルアミン、モノプロピルアミン、ジプロピルアミン等を挙げることができる。これらの触媒はペルヒドロポリシラザン溶液に予め添加しておいてもよく、また過熱水蒸気による加熱処理の際の処理雰囲気中に気化状態で含有させることもできる。【００４３】
前記二酸化珪素被膜の厚さが０．１〜５μｍ、好ましくは０．１〜３μｍ、さらに好ましくは０．１〜１μｍであることが好適である。【００４４】
前記ペルヒドロポリシラザン溶液を前記したスプレーコートやインクジェット塗布等の塗布方法によって前記ドクターブレード本体の少なくともナイフエッジ部に塗布し所定の膜厚の塗布膜を形成し、前記塗布されたペルヒドロポリシラザン塗布膜を過熱水蒸気によって所定時間加熱して所定の硬度の二酸化珪素被膜を形成するのが好ましい。【００４５】
ペルヒドロポリシラザン溶液の塗布膜の厚さはペルヒドロポリシラザン溶液の濃度に依存して変動するが、被膜形成熱処理後の二酸化珪素被膜の厚さが０.１〜５μｍ、好ましくは０.１〜３μｍ、さらに好ましくは０.１〜１μｍになるように塗布すればよい。例えば、ペルヒドロポリシラザン溶液の濃度が２０％の場合には、目標とする二酸化珪素被膜の厚さの５倍程度の塗布厚さとすればよい。【００４６】
前記過熱水蒸気の温度は１００℃を超えるもの、好ましくは３００℃以下のものが用いられるが、ドクターブレード本体がプラスチック板から形成されている場合には、プラスチック板の耐熱温度以下の温度の過熱水蒸気を用いる必要がある。【００４７】
加熱処理の時間は過熱水蒸気の温度によって変動するが、５分〜１時間程度で十分である。形成される二酸化珪素被膜の硬度はビッカース硬度で８００〜３０００程度である。【００４８】
前記加熱処理によって形成された二酸化珪素被膜の表面を冷水又は温水で洗浄することによって、二酸化珪素被膜の品質を向上させることができる。冷水は常温水を用いればよく、温水は４０℃〜１００℃程度の加熱水を用いればよい。洗浄時間は３０秒〜１０分程度で十分である。【００４９】
二酸化珪素被膜２６の表面粗さは、Ｒａ＝０．０３μｍ〜０．０４μｍであり、硬質膜とされるＣｒメッキ膜の表面粗さは、Ｒａ＝０．０３μｍ〜０．０４μｍである。【００５０】
本発明のドクターブレード２０は、二酸化珪素被膜で刃先の両面を覆っており、セラミックドクターと比べて、硬くて耐摩耗性が大きく、長寿命である。水性インキ使用グラビア印刷の実用化は、スクリン線数を１７５線／インチメートルから３００線／インチメートルへと切り換えて版画像を高精細化して水分蒸発の時間を短縮化すること、ドクターブレードの摩耗及び版面の摩耗を小さくすること、版かぶりが起きにくい水性インキを使用すること等の改善が必要であり、特に版を形成してクロムメッキした後の版面の表面粗さをできるかぎり小さくなるように鏡面加工することを前提として解決する必要がある。【００５１】
しかるに、版面を鏡面加工することは、ドクターブレードを潜るインキを皆無に近づけるものであって、版面の自己潤滑性を低く抑えることであり、ドクターブレードと版面との摩擦係数が大きくなり、ドクターブレードと版面の双方の摩耗が大きくなることが予想される。しかしながら、本発明のドクターブレードは、二酸化珪素被膜で炭素鋼の焼入れした刃先又はステンレス鋼の刃先の両面を覆っており、反力を耐摩耗性が極めて大きくかつ摩擦係数が極めて小さい二酸化珪素被膜で主に担持し、摩擦係数が大きい炭素鋼の焼入れした刃先又はステンレス鋼の刃先の端面の反力の分担を小さく抑えられるので、ドクターブレード全体としての摩擦係数は小さく抑えることができる。【００５２】
二酸化珪素被膜でサンドイッチにされる炭素鋼の焼入れした刃先又はステンレス鋼の刃先の端面は、二酸化珪素被膜が摩耗しても残って剥き出しになることがなく、二酸化珪素被膜が存在しない場合の大きな摩擦を伴って版面を摺動するということはない。二酸化珪素被膜でサンドイッチにされる炭素鋼の焼入れした刃先又はステンレス鋼の刃先の端面は、二酸化珪素被膜よりも耐磨耗性が小さいので、二酸化珪素被膜の摩耗が進むことに速やかに追従する。【００５３】
従って、本発明のドクターブレードは、鏡面加工した版面との間の摩擦係数が大きくなるのを回避でき、又、二酸化珪素被膜の耐摩耗性が極めて大きいので、実用的な印刷速度、印刷長さの印刷を行ってもドクターブレードの刃先のインキの切れをいつまでも良好に維持することができる。【００５４】
本発明のドクターブレード２０は、二酸化珪素被膜で炭素鋼の焼入れした刃先又はステンレス鋼の刃先の両面を覆っており、耐摩耗性がセラミックよりも優れていて長寿命であり、刃欠けが起きずドクター筋が発生する惧れがなく、ドクターとしての信頼性が高い。一方、セラミック製ドクターブレードは、摩耗が少なく長寿命であるが、刃欠けが起きてドクター筋を生じることがある。【００５５】
続いて、本発明方法を図２及び図３を用いて説明する。まず鋼板若しくはステンレススチール等からなる先端をナイフエッジ部２２としたドクターブレード本体２４を準備する（図３（ａ）及び図２のステップ１００）。【００５６】
次に、前記ドクターブレード本体２４の少なくともナイフエッジ部２２にペルヒドロポリシラザンの塗布層２５を形成する（図３（ｂ）及び図２のステップ１０２）。ペルヒドロポリシラザンの塗布層２５の形成方法としては、前述したペルヒドロポリシラザン溶液をスプレーコート方式やインクジェット方式で塗布すればよい。【００５７】
さらに、前記ペルヒドロポリシラザン塗布層２５に対して過熱水蒸気による熱処理を行うことにより、二酸化珪素被膜２６とする（図３（ｃ）及び図２のステップ１０４）。【００５８】
上記した二酸化珪素被膜２６を被覆することによって、版かぶりのおきにくい優れたドクターブレード２０を得ることができる。なお、本発明方法における各種処理条件等については、本発明のドクターブレードについての説明が適用できることは勿論である。
【実施例１】
【００５９】
以下に本発明の実施例を挙げて説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので、限定的に解釈すべきものでないことは勿論である。【００６０】
（製造例１）
本発明に係る二酸化珪素被膜の形成を以下のように行った。ペルヒドロポリシラザンの２０％ジブチルエーテル溶液（製品名：アクアミカＮＬ１２０Ａ−２０、「アクアミカ」はＡＺエレクトロニックマテリアルズ株式会社の登録商標）を炭素鋼からなるドクターブレード本体に対してＨＶＬＰスプレー塗布を行った。当該ドクターブレード本体に均一に塗布された塗布膜厚は１.０μｍであった。このペルヒドロポリシラザンが塗布されたドクターブレード本体を過熱水蒸気（２００℃／１００％ＲＨ）で３０分間処理して二酸化珪素被膜（厚さ０．２μｍ）を形成した。このようにして、本発明のドクターブレードを完成した。このドクターブレード表面のビッカース硬度を測定したところ２５００であった。【００６１】
（実施例１）
水性インキ使用グラビア印刷を行って版かぶりの発生が観察できない適正な印刷速度を調べた。その結果、製造例１で製造した本発明のドクターブレードでは、油性インキ使用グラビア印刷と同じ１１０〜１３０ｍ／ｍｉｎの実用的な印刷速度で版かぶりの発生が見られなかった。これに対して、従来の極薄帯状鋼板製のドクターブレードでは９５ｍ／ｍｉｎの印刷速度で版かぶりの発生が見られた。【００６２】
（実施例２）
製造例１で製造した本発明のドクターブレードを装着し、水性インキ使用グラビア印刷（水性インキは東洋インキ株式会社製のアクアピア白（商品名／チタンホワイト含有）を使用）を行い、２８，０００ｍ印刷した後、刃先の磨耗量を測定した結果、１８７μｍの摩耗があった。これは、印刷長さ１０，０００ｍ当たり、６７μｍの摩耗が生じる割合であった。これに対し、従来の極薄帯状鋼板製のドクターブレードで水性インキ使用グラビア印刷を行い、２０，０００ｍ印刷した後、刃先の磨耗量を測定した結果、６６０μｍの摩耗があった。これは、印刷長さ１０，０００ｍ当たり、３３０μｍの摩耗が生じる割合であった。水性インキ使用グラビア印刷では、油性インキ使用グラビア印刷の場合と同等のドクターブレードの刃先の摩耗・後退があると、版かぶりが顕著に現れる。【００６３】
（実施例３）
製造例１で製造した本発明のドクターブレードを装着し、水性インキ使用グラビア印刷（水性インキは東洋インキ株式会社製のアクワエコール（商品名）を使用）を行い、５０，０００ｍ印刷した後、版面の磨耗量を測定した結果、印刷ロールは、画線部で２μｍ、非画線部で０〜１μｍの摩耗があった。これに対し、従来の極薄帯状鋼板製のドクターブレードで水性インキ使用グラビア印刷を行い、同５０，０００ｍ印刷後の版面の磨耗量を測定した結果、印刷ロールは、画線部で４μｍ、非画線部で２μｍの摩耗があった。【００６４】
（実施例４）
製造例１で製造した本発明のドクターブレードについて、アニーリング硬度の測定を行った。炭素鋼からなるドクターブレード本体の焼入れ温度は３００℃を越えているので、成膜時の加熱によってドクターブレード本体が焼きなましされることがなく、ビッカース硬度２５００の硬さが保たれ、ドクターブレード本体が二酸化珪素被膜の支持体として硬度が小さ過ぎることはない。なお、ドクターブレード本体がステンレススチールからなるときは、焼入れはできないが、元々硬度が大きいので問題はない。【００６５】
（実施例５）
製造例１で製造した本発明のドクターブレードについて、印刷ロールの版面の表面粗さと版面の濡れ性と版かぶりの関係を調べた結果では、版面の表面粗さが大きくなればなる程、みかけの濡れ性が小さくなり滴下液の接触角が大きくなり、版かぶりが大きく現れる。このことと符合するように、二酸化珪素被膜は、極めて平滑な表面を有し、炭素鋼、ニッケル、セラミックのいずれよりも接触角が小さく濡れ性が大きいことが認められた。
【図２】
2007018144.tif 000002
【図１】
2007018144.tif 000003
【図３】
2007018144.tif 000004
【図４】
2007018144.tif 000005
【国際調査報告】
2007018144.tif 000006
2007018144.tif 000007