JP4382293B2 - 先端の軟かいブレードの製造法 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、スチールまたは他の形状安定な物質のバンド（band）および前記バンドの摩耗しやすい長手方向のエッジの部分に沿ってその上に施された耐磨耗性コーティングを含む、コーティングブレードまたはドクターブレードの製造法に関する。
【０００２】
【発明の背景】
ゴム状のまたは軟かい物質が先端についたコーティングブレードまたはドクターブレードは、現在では密閉した金型中での成型によってのみ製造されており、その際、スチールまたは他の形状安定な物質のバンドを置き、これがコーティングのための支持体を構成している。予熱した金型の下端から、反対側の上端に現れるまで成分の液体混合物を注入する。液体原料中に気泡が入らないように注意し、そして金型からの漏出が起らないようにしなければならない。硬化した物質の粘着を防ぐため、金型表面に一般にシリコーンをベースとする離型剤を塗布する。充填してから、硬化するまで金型を８０〜１１０℃で空気循環乾燥器に入れると、ブレードを離型することができる。これは一般に４５〜１８０分かかる。離型した後に、８０〜１１０℃で１２〜２４時間、ブレードを後硬化する。
【０００３】
このバッチプロセスにはいくつかの欠点があり、とりわけ主な欠点は、
・このプロセスは、生産性が低い；
・新たなブレードの外形およびブレードの長さ毎に、新たな金型が必要である；
・特に複雑な断面を有する大きな金型では、金型の製造費用が高くなる；
・金型が大きくなるほど、金型を予熱し、ゴム状のまたは軟かい物質を硬化するのに必要な乾燥器が大きくなり、そして金型に充填するのに必要な圧力が高くなる；
・欠陥を生じることなく金型を充填するのは困難であり、金型重量が増え、金型を開く、閉じるおよび洗浄する時間等が長くなるとより長いポットライフおよびより低い粘度が必要であるため、ブレードの長さに制限がある
である。
【０００４】
EP A2 0 369 181 は、若干関連した技術の例であり、ここでは薄い金属シートのエッジ部分が、主に腐食に対する保護の目的でそのエッジ部分を含む両側上で密封材で被覆されている。エッジのこの両側のコーティングは、その最終的な断面については対応して配置されたノズルを通しての押出しによって得られる。しかし、その文献は、コーティングブレードまたはドクターブレードに関するものではなく、保護断面は本発明に何らかの関係がある方法によって得られたものではない。
これらのおよび他の理由のため、長さおよび外形の制約なしにこのようなブレードを製造する単純で経済的な連続法を開発することが望ましい。
【０００５】
【発明の簡単な概要】
本発明の一つの目的は、耐磨耗性の軟かいまたはゴム状のコーティングを施されたコーティングブレードまたはドクターブレードを製造するための連続法を提供することである。
【０００６】
本発明のもう一つの目的は、ブレードの長さおよびコーティングされたブレードの外形に制約を与えないこのような方法を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、商業的に競争力があり、消費者の規格に応じたフレキシブルな連続法を提供することである。
【０００７】
以下の開示から明らかとなるこれらのおよび他の目的のために、本発明は、スチールまたは他の形状安定な物質のバンドおよび前記バンドの摩耗しやすい長手方向のエッジの部分に沿ってその上に施された耐磨耗性ポリマコーティングからなるコーティングブレードまたはドクターブレードを製造するための連続法を提供する。その方法には、以下の工程：
ａ) 前記バンドと塗布および処理場所との間を連続的相対的に移動させ；
ｂ) 前記の場所で前記エッジ部分に沿って速硬性ポリマー組成物を連続的に塗布し；
ｃ) 塗布した組成物を前記エッジ部分の最末端に達するように広げ、次いで硬化して弾力性のある不粘着性コーティングを形成し ；そして場合により
ｄ) 高められた温度でコーティングを後硬化する
が含まれる。
【０００８】
このような連続法の別の実施態様によれば、以下の工程：
ａ) 前記第一のバンドと比べて二倍の幅の第二のバンドと塗布および処理場所との間を連続的相対的に移動させ；
ｂ) 前記場所で前記エッジ部分と比べて二倍の幅の長手方向の中央部分に沿って速硬性組成物を連続的に供給し；
ｃ) 塗布した組成物を所望の幅に広げ、次いで硬化して弾力性のある不粘着性コーティングを形成し、そして場合により、高められた温度でコーティングを後硬化し； そして
ｄ) 前記第二のバンドを、そのコーティングされた中央部分の中央に沿って長手方向に切断して2つの先端コーティングされたブレードを形成する
が含まれる。
【０００９】
本発明の方法では、コーティングの付着性を改善するための前記エッジまたは中央の部分についての上記ざらざらにする工程を塗布工程b)の前に導入するのが好ましい。
また、コーティングの付着性をさらに改善するためには、上記塗布工程ｂ）の前にプライマーを塗布するのが好ましい。
【００１０】
本発明の好ましい実施態様によれば、速硬性ポリマー組成物は、約５〜約３０秒のポットライフを有する。
好ましい速硬性ポリマーの中では、ポリウレタン、スチレンブタジエンポリマー、ポリオレフィン、ニトリルゴム、天然ゴム、ポリアクリレート、ポリクロロプレン、熱可塑性エラストマーおよびポリシロキサンから選ばれたものを記載することができる。ポリマーとしてポリウレタンを用いるのが特に好ましい。
【００１１】
適切な速硬性ポリマー組成物は、プレポリマー、ポリオールおよび連鎖延長剤を含んでいる3-成分液体ポリウレタン組成物である。このような組成物を連続的に触媒溶液と混合して、この後で、混合物はコーティングすべきバンド上へ塗布する。
【００１２】
コーティング幅は好ましくは約５〜約４０mmであり、そして好ましい厚さは約１〜約３mmである。
コーティングを硬化した後、所望の断面または外形を得るためにコーティングを研削操作にかけるのが好ましい。
以下に、添付の図面を参照して本発明を説明する。
【００１３】
【本発明の詳述】
方法の工程の好ましい順序は、一般的な用語で以下に記載したが、本発明が、添付の特許請求の範囲に定義した以外のこのような工程に限定されないことは認識しなければならない。
工程１
この工程には、０.１〜１.５mmの厚さ、５０〜２００mmの幅および１００ｍまでの長さを有する冷間圧延された金属支持体の表面の前処理が含まれる。軟かい物質の付着物を施すことになっているブレードの表面領域(エッジまたは中央)をサンドまたはグリットブラストによってざらざらにし、場合によりその後で脱脂および洗浄する。ざらざらにした表面積の幅は、5〜40mmの間(中央の付着物についてはこの形状の二倍)である
【００１４】
工程２
この工程は、被着体またはプライマーの付着に関する。軟かい物質の組成物とベース支持体との間の良好な付着性を得るには、中間接着層を塗布するのが好ましい。乾燥厚さ５〜３０μｍの平らでなめらかなコーティングが得られるようなやり方で、サンドまたはグリットブラストした表面領域上に以下の方法；吹付け、はけ塗り、ローラー塗り、ドクターブレード塗布、フローコーティングなどのいずれかによって溶媒または水に担持された被着体またはプライマー溶液を塗布する。溶媒または水の蒸発を助け、促進するために、ブレードを熱風乾燥トンネルに通過させることができ、その後でコーティングは不粘着性となり、コーティングされたブレードを巻き取ることができる。
【００１５】
工程３
５〜３０秒の短いポットライフの超速硬性多成分樹脂系を取り扱うことができる低（または高）圧混合および投与機械を用いてプライマー中間層上に軟かい物質の組成物を塗布する。混合した樹脂成分を適切なノズルを通して混合室から直接、移動している金属支持体上に注ぐ。
【００１６】
ポットライフの５〜３０秒の間に、樹脂が支持体のエッジに到達するかまたは二倍の幅でブレードの中央に残る（ノズルの配置による）まで、樹脂を広げる。単一幅のブレードのエッジコーティングの方法においては、この非常に短時間の間に、成分が反応するため粘度が増加し、さらに広がるまたは支持体エッジからしたたり落ちるのが防止される。塗布した樹脂が巻き取り位置に到達する時までに樹脂は弾力性および不粘着性となる程度まで固化または硬化しており、表面損傷を避けるためのスペーサーを用いてブレードを巻き取る。塗布するリボンの幅および厚さは流速および支持体の線速度によって制御されるが、処方物の粘度増加の速度に応じて最初のレオロジーおよびポットライフにも左右される。ポットライフは、硬化触媒のタイプおよび濃度によって制御される。
典型的には、流速が０.２５〜１.５kg／分で、移動するバンドの線速度が１.５〜１０ｍ／分の時、５〜４０mmの幅および１〜３mmの厚さが得られる。
【００１７】
工程４
ゴム状の組成物の最適な機械的性質を得るために、熱処理を実施して物質をさらに後硬化する。これは、同様に空気循環乾燥器中に８０〜８５℃で１６〜２４時間入れることによって、工程３の巻き取ったブレードに直接に実施することができる。
【００１８】
工程５
最後に、後硬化したゴム状の付着物を所望の形状および外形に研削して、ブレードを所望の寸法に切断する。支持体中央上の付着物の別法の場合では、レーザー光線または他のいずれかの切断装置によってブレードを最初に長手方向に半分に切断する。
【００１９】
図面は、図１および２においてブレード製造の２つの選択肢を、そしてまた図３では連続法のための適切な機械の配置を概略的に示している。
図１では、移動しているスチールバンド１は、矢ａ）の方向に動くことを示している。樹脂ノズル３は、樹脂組成を塗布してブレード１の一方のエッジに所望のリボン5が達するように広げる。
【００２０】
図２は、二倍の幅のブレード９を用い、塗布ノズル１１からの二倍の幅のコーティング１３を塗布することによって２つのブレードを同時に製造する別法を示している。コーティング１３を硬化した後、レーザまたは何らかの適切な切断装置によってブレードをライン１５に沿って長手方向に半分に切断する。
【００２１】
図３は、本発明に従って連続法を実施するための機械アセンブリの側面図を概略的に示しており、スチールバンド１を貯蔵リール１９から供給し、予熱および乾燥のため熱風トンネル２１中を移動させる。塗布ノズル２５を備えた混合室２３を、移動するバンド１の上に配置し、そして図１に示したようにバンド１のエッジに沿ってコーティング組成物を塗布する。コーティングされたバンド１を硬化するためにさらに熱風トンネル２７中を移動させ、次いで塗布された弾力性のある不粘着性コーティングを有するバンド１を、表面の損傷を防ぎそしてまたコーティング膜厚を補うためにスペーサを用いて巻取りリール２９に巻き取る。次いでコーティングしたブレードを所望の形状および外形に研削し、そして消費者の必要に合わせて所望の長さにバンドを切断する。
【００２２】
【特定の実施態様の説明】
以下の実施例により、さらに本発明をその具体的な実施態様によって説明する。しかし、本発明がこれらの実施例に限定されないことは注意しなければならない。
【００２３】
実施例Ｉ
ａ) 接着剤
厚さ０.６３５mm、幅１００mmおよび長さ３０ｍの冷間圧延スチールのリールを、片側において、一方のエッジから幅３cmの長手方向の帯を形成する領域に、Edelkorund weiss (WSK) F 180 (Treibacher) を用いてサンドブラストをかけた。スチールへのキャストポリウレタンの付着性を高めるのに使用される接着剤、例えば Chemosil 597 E (Henkel) を用いて連続的なやり方でざらざらにした表面領域をコーティングした。サンドブラストした領域全体が約１５μｍの乾燥厚さの一定のなめらかな膜で被覆されるように接着剤溶液を希釈することなく厚さ０.１５mmおよび幅４cmの湾曲したスチールブレードによって塗布した。溶媒が蒸発した後、コーティングされたスチールのリールを、場合により空気循環乾燥器中８５℃で２時間硬化した。
【００２４】
ｂ) ＰＵＲトップコート
混合室に触媒を直接注入する装置を備えた低圧混合および投与機械によって、ブレードにコーティングするために使用する液体キャストポリウレタン組成物を、接着剤コーティングされた帯上に塗布した。非常に有効な触媒溶液を混合室に直接注入することによって３成分ＰＵＲを超速硬性組成物に処方した。組成物は、それぞれ１００：１４０：１０.４の比率で混合されたＭＤＩ（１６.４％のイソシアネート含量を有するポリエステル“準（quasi）”プレポリマー、例えば Ureflex^(R) MDQ 23165 (Baule)、ポリエステルポリオール Ureflex^(R) D20 (Baule) および連鎖延長剤１,４−ブタンジオール（Baule）からなる。０.２５kg／分の総出力の２％の速度で、約１５秒のポットライフおよび約３０秒のゲル化時間を提供しながら、触媒溶液 Ureflex^(R) SD6 (Baule) を混合室に直接に入れた。３.３ｍ／分の線速度で移動している支持体上の幅３cmの接着剤の帯の中のエッジから１cmの所に液体混合物を塗布した。ポリウレタンがゲル化して不粘着性となるのに十分な時間を残すと同時に、巻き取り操作中に塗布したポリウレタンエラストマーの何らかの表面損傷を防止するためにスペーサーを用いて、注入点から４ｍ離して、移動している支持体を巻き取った。次いで、支持体およびスペーサーを巻き取ったリールを空気循環乾燥器中８５℃で２４時間、熱処理にかけた。クールダウンした後、リールをほどいても、金属支持体は変形していなかった。１回のパスで得られた完全に硬化されたポリウレタンエラストマーの帯は、７０〜７３のショアーＡ硬度（ブレード上で測定した）、３cmの幅および２.５mmの厚さを有した。最後に、ブレードを連続的やり方で最終的なブレードの外形に研削して所望の長さに切断した。
【００２５】
実施例II
幅２００mmのスチールバンドを用い、コーティングする領域を中央に配置し、６cmの幅で実施例Ｉを繰り返した。この領域を処理し、実施例Ｉで説明したようにコーティングし、次いでコーティングされた領域の中央に沿ってバンドをレーザーカットし、そして先端の研削を実施して所望のブレード外形にした。
【００２６】
具体的実施例および発明の連続法に含まれる工程の順序によって本発明を上述してきた。しかし、方法は、添付の特許請求の範囲に記載の発明の概念から逸脱することなく、異なるやり方で改良できることは当業者には明らかである。全てのこのような改良は、前記特許請求の範囲によって包含されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 連続的に移動しているバンドの概略の図であり、塗布するコーティングも示す。
【図２】 先端の軟かいブレードを2つ同時に製造する別法に対応している図である。
【図３】 本発明の連続法を実施するためのアセンブリの概略の側面図である。

Claims (10)

1. スチールまたは他の形状安定な物質のバンド（１）および該バンドの摩耗しやすい長手方向のエッジ部分に沿ってその上に施された耐磨耗性ポリマコーティング（５）からなるコーティングブレードまたはドクターブレードを製造するための方法であって、以下の工程：
   ａ) バンド（１）と塗布および処理場所（２１、２３、２７）との間を連続的相対的に移動させ；
   ｂ) 前記の場所でエッジ部分（５）に沿って速硬性ポリマー組成物を連続的に塗布し；
   ｃ) 塗布した組成物をエッジ部分の最末端に達するように広げ、次いで硬化して弾力性のある不粘着性コーティングを形成し；そして場合により
   ｄ) 高められた温度でコーティングを後硬化する
   からなる上記の方法。
2. スチールまたは他の形状安定な物質の第一のバンド（１）および該バンドの摩耗しやすい長手方向のエッジ部分に沿ってその上に施された耐磨耗性ポリマコーティング（５）からなるコーティングブレードまたはドクターブレードを製造するための方法であって、以下の工程：
   ａ) 第一のバンドと比べて二倍の幅の第二のバンド（９）と塗布および処理場所（２１、２３、２７）との間を連続的相対的に移動させ；
   ｂ) 前記場所でエッジ部分（５）と比べて二倍の幅の長手方向の中央部分（１３）に沿って速硬性組成物を連続的に供給し；
   ｃ) 塗布した組成物を所望の幅に広げ、次いで硬化して弾力性のある不粘着性コーティングを形成し、そして場合により、高められた温度でコーティングを後硬化し；そして
   ｄ) 第二のバンドを、そのコーティングされた中央部分の中心に沿って長手方向に切断して２つの先端コーティングされたブレードを形成する
   を特徴とする上記の方法。
3. コーティングの付着性を改善するために塗布工程ｂ）の前にエッジ（５）または中央の部分（１３）をざらざらにすることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. さらにコーティングの付着性を改善するために塗布工程ｂ）の前にプライマーを塗布することを特徴とする請求項１、２または３に記載の方法。
5. 速硬性ポリマー組成物が約５〜３０秒のポットライフを有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. ポリマー組成物が、ポリウレタン、スチレン−ブタジエンポリマー、ポリオレフィン、ニトリルゴム、天然ゴム、ポリアクリレート、ポリクロロプレン、熱可塑性エラストマーおよびポリシロキサンから選ばれるポリマーに基づく請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. ポリマーがポリウレタンである請求項６に記載の方法。
8. プレポリマー、ポリオールおよび連鎖延長剤を含む３−成分液体ポリウレタン組成物を触媒溶液と連続的に混合し、次いで混合物を前記バンド上へ塗布する請求項７に記載の方法。
9. ポリマーを約５〜４０mmの幅および約１〜３mmの厚さで塗布する請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 硬化した後のポリマーコーティングを研削操作にかけて所望の断面を得る請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。

Images