JPH0647399U - フロークリンドクターブレード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ゴム製のバッキングロールを痛めることなく、
炭素工具鋼やステンレス鋼の短寿命という問題点を解決
し、尚且つＳＫ材に見られる発錆を防止できるようにし
たフロークリンドクターブレードを安価に提供する。 【構成】塗工用原紙に塗工液を塗布するためのブレード
コータの運転中にバッキングロールの表面の汚染原因と
なる塗工残液を連続的に除去するためのフロークリンド
クターブレードにおいて、少なくともバッキングロール
の表面に押し当てられる片側面の一部あるいはすべてに
クロムめっき被覆を施した。 【効果】フロークリンドクターブレードの耐蝕性、耐久
性が改善され、コーターブレードの連続操業時間を飛躍
的に延長でき、生産性の向上に大きく寄与できるという
効果がある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ブレードコータにおいて、塗工用原紙の紙端部近傍からはみ出した 余剰の或いは該原紙を透過してゴム製バッキングロールの表面を汚染する有害な 塗工残液を連続的に除去し、常にそれを清浄な状態に保つためのドクターブレー ド、すなわち、フロークリンドクターブレード（水切りドクターブレード）に関 するものであり、例えば、塗工用原紙に塗工液を塗布して各種の印刷用紙、複写 用紙とするための塗工工程で利用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】

図１は塗工工程で使用されるブレードコータの概略構成を示している。図中、 １はバッキングロール、２は塗工用原紙、３はコーターブレード、４はフローク リンドクターブレード、５はアプリケーターロール、６は液溜器である。バッキ ングロール１に巻き付けられた塗工用原紙２には、アプリケーターロール５によ り液溜器６の塗工液が塗布されて、コーターブレード３により均一に塗布される 。このとき、塗工用原紙２の多孔性によって塗工液が塗工用原紙２を浸透し、バ ッキングロール１側に移行してバッキングロール１の表面を汚染することがある 。この塗工残液７は、フロークリンドクターブレード４により除去される。また 、塗工用原紙２の紙端部近傍からはみ出した余剰の塗工液も、フロークリンドク ターブレード４により除去される。ここで、バッキングロール１は、一般にゴム 硬度６０〜８０°のニトリルゴム巻きの鉄鋼製ロールが使用されており、周速５ ００〜１３００ｍ／ｍｉｎ．で矢印Ｒに示す方向に回転している。図２はフロー クリンドクターブレード４をバッキングロール１に押し当てた状態を示している 。図中、７は除去された塗工残液である。

【０００３】 従来、フロークリンドクターブレードとしては、ＪＩＳ−Ｇ−４４０１に規定 された炭素工具鋼、ＳＫ−４、ＳＫ−５が多用されている。その理由は、これら の素材がばね性を有することや、焼き入れ、調質することにより適度な硬さ（ビ ッカース硬さ；５００〜５５０）とすることができ、それによってゴム製のバッ キングロールに損傷を与えることなく、耐磨耗性を付与できるからである。しか しながら、鋼材であるために使用中の発錆は避け難く、これがゴム製のバッキン グロールに付着し、ひいては塗工紙を汚染する原因となる。また、塗工液やバッ キングロールで連続的に擦られているために、寿命も２０〜２４時間と短く、短 時間での交換を余儀無くされているのが実状である。そこで、錆の影響を出来る だけ無くすためにステンレス材を利用することもあるが、ＳＫ−４、ＳＫ−５と 較べて寿命が極端に伸びる訳でも無く、寿命の割りには高価なものとなっている 。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は上述のような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ は、ゴム製のバッキングロールを痛めることなく、炭素工具鋼やステンレス鋼の 短寿命という問題点を解決し、尚且つＳＫ材に見られる発錆を防止できるように したフロークリンドクターブレードを安価に提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

以上述べたＳＫ−４、ＳＫ−５あるいはステンレス鋼製のフロークリンドクタ ーブレードの耐蝕性、耐久性を改善するために種々検討した結果、塗工液は無機 質成分として、クレー、炭酸カルシウム、焼成カオリン、タルク、チタン白、水 酸化アルミニウム、シリカ等を一種類から数種類含み、これに対して、水、澱粉 、或いはラテックス等を適量配合したものからなり、したがって、フロークリン ドクターブレードの磨耗は、主として上述の無機質成分との摺動によるものと考 えられ、また、その発錆は水を多量に含む塗工液と常時接触するために生じるこ とが判明した。

【０００６】 フロークリンドクターブレードの寿命に至るまでの磨耗形態を詳細に調査する と、まず、図２に示すように、これから使用しようとする新品のフロークリンド クターブレード４に荷重Ｐを付与すると、初期には線圧（ｋｇ／ｃｍ）としてフ ロークリンドクターブレード４に一定荷重が掛かっていたものが、ある期間運転 すると、図３の如くフロークリンドクターブレード４の先端が次第に磨耗し、面 圧（ｋｇ／ｃｍ² ）に変化して行き、押し付け荷重が変化しない限り、それはど んどん低下して行く傾向にある。やがて、フロークリンドクターブレード４の長 さ（面長）方向において、磨耗によりある部分の面圧が不均一となり、除去すべ き塗工残液７へのダム性（堰き止め効果）が無くなってフロークリンドクターブ レードの反対側（裏側）に抜け出るようになり、寿命に至ることが分かった。

【０００７】 したがって、バッキングロールの表面に付着する塗工残液に対して耐磨耗性と 耐蝕性があって、尚且つバッキングロールを損傷しない被覆材料を発見できれば 、従来からのフロークリンドクターブレードの難点、問題点を一挙に解決できる ことになる。

【０００８】 本考案者等は、以上に鑑みてフロークリンドクターブレードに被覆できる材料 を種々検討するために、まず、バッキングロールを損傷しない被覆材料の発見に 努めた。そのために、幅１００ｍｍ、長さ３００ｍｍ、厚み２０ｍｍの鉄板の片 側表面に、ゴム硬度７０°のニトリルゴムを被覆したものを準備し、当ニトリル ゴムに対する摩擦係数の調査を行った。摩擦係数の調査は、塗工液の無い状態と 塗工液を介した状態について行い、表１に示した結果を得た。なお、摩擦係数の 測定に当たって、条件を一定とするために、ニトリルゴムの表面粗さは０．８μ Ｒｚとし、また、それぞれの被覆材料を施した試料の表面粗さを０．６〜０．８ μＲｚに調整した。

【０００９】

【表１】

【００１０】 また、それぞれの被覆材料の形成方法は、クロムめっき被覆と無電解ニッケル めっき被覆についてはめっき法、グレイアルミナ被覆とタングステンカーバイト 被覆については溶射法を用いた。さらに、塗工液については、次の組成のものを 使用した。

【００１１】 塗工液の組成 １）クレー（アルミナ、炭酸カルシウム等） ９部 ２）酸化チタン（チタン白） １部 ３）ヘキサメタリン酸ナトリウム ０．０３部 ４）カゼイン １部 ５）ラテックス １部 ６）アンモニア水 ０．０１部 ７）炭酸ナトリウム ０．０１部 ８）水 ９０部

【００１２】 表１によると、塗工液が有る状態と無い状態とで結果が異なるが、塗工液の有 る状態、つまり、運転時の状態で摩擦係数の低い被覆材料は、クロムめっきであ ることが分かった。摩擦係数が小さいことは、摺動磨耗の低減に有利に働くと共 に、お互いに損傷し難いことを意味する。

【００１３】 そこで、今度は、これらの被覆材料の耐磨耗性やバッキングロールへの影響を 評価すべく直径３６０ｍｍ、面長５００ｍｍの鉄鋼製ロールの表面に、硬度７０ °のニトリルゴム（西武ゴムのブラックコートＢＣ−２１）を被覆して実際にテ スト用バッキングロールを製作した。なお、評価に供したフロークリンドクター ブレードは、幅４５ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚み０．４ｍｍのＳＫ−５製のもの を作製し、図４のごとくブレード４の先端より１０ｍｍまで評価しようとする被 覆材料８を被覆した。ただし、グレイアルミナやタングステンカーバイトのよう に溶射で形成するものにあっては、板厚ｄに該当する部分には、被覆することが 困難であるので、被膜を設けていない。被覆厚みは、めっきにするものは全て５ ０μｍとし、溶射によるものは１５０μｍ被覆した後、研磨して１００μｍとし た。テストコータでの耐磨耗性の評価は一定時間摺動後の磨耗体積の測定で、さ らにバッキングロールへの影響やドクターとしての性能評価は肉眼観察で行った が、試験の条件を次に示した。また、測定の結果を表２に示した。

【００１４】 試験条件 １）バッキングロールの周速 １０００ｍ／ｍｉｎ． ２）塗工液の組成 摩擦係数の測定に 用いたものと同じ。 ３）塗工液の滴下量 ２リットル／ｍｉｎ． ４）フロークリンドクターブレード に付与した線圧 ３００ｇ／ｃｍ ５）摺動時間 １３時間

【００１５】

【表２】

【００１６】 表２において、タングステンカーバイトが良好な耐磨耗性を示すことが分かる が、一方で摩擦係数が大きいせいと考えられるが、バッキングロールの表面損傷 が大きく、そのためにドクター性能が低下し、裏抜けが始まっている。バッキン グロールへのダメージは、溶射法で形成したグレイアルミナにも見られ、結局の ところ、クロムめっき被覆したものが、耐磨耗性が高く、バッキングロールへの 損傷もなく、ドクター効果に最も優れていることを発見した。

【００１７】

【作用】

以下、クロムめっき被覆した場合の耐久性向上の作用を、図５及び図６によっ て説明する。まず、図５は新品のクロムめっき被覆したフロークリンドクターブ レード４をバッキングロール１に押し当てた状態である。時間が経過すると、図 ６のごとく被覆されたクロムめっきが磨耗して行くが、その速度は極めて緩慢で あり、コーナー部のクロムメッキが磨耗しても今度は、図４の板厚ｄに該当する 部分のクロムめっきがバッキングロールに当たるようになって素材の急激な磨減 が起こらないので、極めて長時間にわたって加圧力（線圧）の持続が可能となり 、ドクター効果を維持できることになる。しかも、塗工液と接触する部分は、ク ロムめっきで保護されているために、錆等の弊害が無い。

【００１８】

【実施例】

幅４３ｍｍ、長さ３，８５２ｍｍ、厚さ０．４ｍｍのＳＫ−５からなるフロー クリンドクターブレード２枚について、それぞれ先端より２５ｍｍまでの両面を クロムめっきにより３０μｍ被覆した。これらクロムめっき被覆フロークリンド クターブレードを、周速８００ｍ／ｍｉｎ．で運転されているバッキングロール に線圧９５ｇ／ｃｍで押し当てて使用したところ１枚目は７日間（１６８時間） 、２枚目は６．２日間（１４８時間）使用することができた。ちなみに、クロム めっき被覆しないフロークリンドクターブレードでは、当コーターのバッキング ロールでの平均寿命は、約１日（２３時間）であり、クロムめっき被覆フローク リンドクターブレードは、約７倍の寿命を示し、バッキングロールの損傷や、塗 工液と接触する部分には何等発錆も認められなかった。

【００１９】 本考案において、最も効果的なクロムめっき被覆厚みは、５〜５００μｍの範 囲であり、好ましくは１０〜１００μｍである。これよりも被覆厚みが少ないと 耐久性が得られず、厚過ぎると被覆面の粗化のみならず、被膜形成に長時間掛か るために不経済である。また、その被覆範囲は、フロークリンドクターブレード 素材の先端から少なくとも３ｍｍ以上、塗工液による発錆の影響を防止するため には、表裏共に１０ｍｍ以上被覆されていることが望ましい。そして、被覆に利 用できるクロムめっき液は、通常使用されるもののいずれをも使用できる。また 、ＳＫ−４、ＳＫ−５からフロークリンドクターブレードのバッキングロールへ の初期接触部に、始めから僅かに面取りを施してからクロムめっき被覆すると、 バッキングロールへの接触がソフトタッチとなり、その損傷をより低減する効果 がある。フロークリンドクターブレードにステンレス材を使用し、同じようにク ロムめっき被覆すると耐久性が飛躍的に改善できるばかりか、クロムめっき被覆 されていない部分の発錆を完全に防止できる。図７（ａ）〜（ｈ）にクロムめっ き被覆したフロークリンドクターブレードの被覆形態を示したが、これらはいず れも本考案の実施範囲に含まれるものである。

【００２０】

【考案の効果】

本考案によれば、フロークリンドクターブレードの耐蝕性、耐久性が改善され 、コーターブレードの連続操業時間を飛躍的に延長できるので、フロークリンド クターブレードの交換時に発生する損紙の量を低減できるだけでなく、生産性の 向上に大きく寄与できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案が適用されるブレードコータの概略構成
図である。

【図２】従来のブレードの使用初期の状態を示す説明図
である。

【図３】従来のブレードの使用末期の状態を示す説明図
である。

【図４】本考案の試作段階で用いたテストブレードの断
面図である。

【図５】本考案のブレードの使用初期の状態を示す説明
図である。

【図６】本考案のブレードの使用末期の状態を示す説明
図である。

【図７】本考案のブレードの実施態様を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ バッキングロール ２ 塗工用原紙 ３ コーターブレード ４ フロークリンドクターブレード ５ アプリケーターロール ６ 液溜器 ７ 塗工残液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 北村 保志 大阪府大阪市西淀川区姫島５丁目12番20号 ノムラテクノリサーチ株式会社内 (72)考案者 池田 篤美 大阪府大阪市西淀川区姫島５丁目12番20号 ノムラテクノリサーチ株式会社内

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗工用原紙に塗工液を塗布するための
   ブレードコータの運転中にバッキングロールの表面の汚
   染原因となる塗工残液を連続的に除去するためのフロー
   クリンドクターブレードにおいて、少なくともバッキン
   グロールの表面に押し当てられる片側面の一部あるいは
   すべてにクロムめっき被覆を施したフロークリンドクタ
   ーブレード。
2. 【請求項２】 クロムめっき被覆されるフロークリン
   ドクターブレードは、厚さ０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ、幅
   ２０〜１００ｍｍ、長さ８，０００ｍｍ迄の鋼材又はス
   テンレス鋼である請求項１記載のフロークリンドクター
   ブレード。
3. 【請求項３】 クロムめっき被覆の厚みは、５〜５０
   ０μｍの範囲である請求項１又は２に記載のフロークリ
   ンドクターブレード。
4. 【請求項４】 バッキングロールへの初期接触部を面
   取りした請求項１又は２又は３に記載のフロークリンド
   クターブレード。