JPH0655124A - コーターブレード及びその製造方法 - Google Patents
コーターブレード及びその製造方法Info
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- JPH0655124A JPH0655124A JP4211417A JP21141792A JPH0655124A JP H0655124 A JPH0655124 A JP H0655124A JP 4211417 A JP4211417 A JP 4211417A JP 21141792 A JP21141792 A JP 21141792A JP H0655124 A JPH0655124 A JP H0655124A
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- B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
- B05C11/02—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface
- B05C11/04—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface with blades
- B05C11/045—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface with blades characterised by the blades themselves
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Abstract
も被塗紙との接触部近傍に、鋼よりも硬度の高い材料を
被覆して長寿命化したコーターブレードにおいて、初期
馴染みを早くし、いかなるブレードコーターのバッキン
グロールにも使用可能とする。 【構成】可撓性の鋼からなる塗工用ブレードの少なくと
も被塗紙との接触部近傍に、鋼よりも硬度の高い材料を
被覆され、被塗紙と直接接触する被覆部分の表面形状を
初期磨耗後の形状と略同じ形状となるように整形した。 【効果】操業開始時からバッキングロールに馴染みやす
く、これによって、塗工ムラを低減でき、初期損紙を少
なくできるという効果がある。
Description
ード及びその製造方法に関するものであり、印刷用被塗
紙、感圧複写紙、あるいは感熱記録紙等の被塗紙の製造
工程において、原紙に顔料を主成分とする水性塗料など
を塗布する塗工工程で使用されるものである。
工用コーターブレードは、厚みが0.3〜0.8mm、
板幅が50〜150mm、長さが1,500〜7,00
0mmの範囲の焼入れ、調質された可撓性のバネ鋼(S
K−4あるいは5)やSUS410などで構成されてい
る。コーターブレードは、斜めにカットされた先端を被
塗紙に押し当てる、いわゆるベベルタイプのブレード
と、先端側面を利用するベントタイプのブレードとに大
別される。これらは、塗布する塗料の量や、紙種あるい
はユーザーの要求品質などによって使い分けられるが、
いずれも高速で走行する被塗紙や顔料を含む水性塗料に
よって連続的に擦られるために、4〜12時間、平均的
には8時間といった極めて短時間に磨耗や損傷を受けて
寿命となっているのが実情である。
号公報に開示されているように、コーターブレードを長
寿命化し、その交換頻度を低減して、被塗紙製造工程で
の操業の安定性を図ることが提案されている。これは、
ブレード素材の表面の一部にセラミック材料、すなわち
アルミナ、アルミナ−チタニア、酸化クロム等を溶射に
よって被覆した後、研磨仕上げしたものである。このセ
ラミック溶射被覆コーターブレードは、使い方によって
従来からのバネ鋼からなるコーターブレードと比べて3
〜4倍に及ぶ長寿命を得ることが出来るものではある
が、適用するコーターによっては、塗工ムラを生じて全
く使用に適さない場合がある。その原因は、被塗紙との
接触部がストレートに研磨加工されていること、および
被覆材の耐磨耗性の良いことが逆に災いして、コーター
のバッキングロールの変形(撓み)に適合し難いことに
ある。これに反して、従来からの未被覆の鋼材コーター
ブレードの場合は、被塗紙との接触部がストレートに研
磨加工されているにも拘わらず、どのようなコーターに
も適合して使用出来るのは、短寿命、換言すると磨耗し
やすいことが、この場合には幸いして、コーターヘッド
に装着されたコーターブレードが、バッキングロールの
撓み(上向きの撓み二次曲線)に沿うべく急速に磨減す
るためである。
995号公報のコーターブレードは、ストレートに加工
されているために、これが使用できるコーターは、バッ
キングロールの撓みが少ない条件のものに、ほぼ限定さ
れてしまうが、その場合でも高精度の取り付け精度が必
要であったり、バッキングロールに馴染むまでの時間、
塗工ムラが生じることによって初期損紙を比較的多量に
発生する傾向があり、はなはだ不経済である。また、セ
ラミック材料以外の硬質金属、例えば、クロムめっき、
ニッケル−リン合金めっき、ニッケル−ホウ素合金めっ
き等を被覆した場合にも、ストレートキャンバーに加工
されている限り、セラミック被覆ブレードの場合と同様
の傾向がある。
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、可撓性の鋼からなる塗工用ブレードの少なくとも被
塗紙との接触部近傍に、鋼よりも硬度の高い材料を被覆
して長寿命化したコーターブレードにおいて、初期馴染
みを早くし、いかなるブレードコーターのバッキングロ
ールにも使用可能とすることにある。
々検討した結果、コーターのバッキングロールがコータ
ーブレードによって加圧されたときに生ずる上向きの撓
み量を基準にコーターブレードの被塗紙との接触部分の
オープニングキャンバーの値を決定し、尚且つ、バッキ
ングロールの撓み2次曲線に適合させることが有効であ
ることを見出した。これによって、セラミック材料や硬
質耐磨耗性のめっき金属を被覆したコーターブレードに
おいて、不可避な問題である塗工ムラに伴う初期損紙の
発生を著しく低減すると同時に、長寿命のコーターブレ
ードを提供することができる。図1は、バッキングロー
ルを加圧したときに生ずる上向きの撓み2次曲線に適合
するようなオープニングキャンバーに整形したコーター
ブレード1をバッキングロール2に押し当てている状態
を示している。また、図2と図3はバッキングロール2
に押し当てられているベントタイプとベベルタイプの各
コーターブレード1をそれぞれ示している。
れる被覆材を被覆したコーターブレードにおいて、実際
にオープニングキャンバーを付与する方法としては、次
に述べるような方法がある。 1)被覆材料として、金属若しくは金属又は非金属の酸
化物、炭化物、窒化物、ホウ化物等を溶射法で被覆する
場合、溶射としては、プラズマ溶射、ガス溶射等が利用
できるが、いずれにしても被覆後の表面は、そのままで
はコーターブレードとして塗工に利用できないような粗
面であるために、研磨加工を必須としている。したがっ
て、表面研磨時にオープニングキャンバーを付せば良
い。また、イオンプレーティング等の乾式めっきによっ
て炭化物、窒化物等をコーターブレードの表面に被覆す
る場合は、もともと溶射法のように厚く被覆することが
困難であるために、素材である鋼材に対して予めオープ
ニングキャンバーを付しておくと良い。
ケル−リン合金めっき、ニッケル−ホウ素合金めっき或
いはニッケル−リン合金めっき、ニッケル−ホウ素合金
めっきに金属又は非金属の炭化物、酸化物、窒化物、ホ
ウ化物等を分散させた分散めっきの場合、めっき法(湿
式めっき)としては、イオンプレーティングのような乾
式めっきと違って、厚みの制約が無く、また、条件を選
べば、被覆後も溶射のように使用に耐えないほど、粗面
になるわけではない。したがって、素材の状態でオープ
ニングキャンバーを付しても良いし、めっき被覆後にオ
ープニングキャンバーを付しても良い。しかし、クロム
めっきのように、電気めっきであって、その上、電流の
強弱が厚みの差となって現れる傾向の強いものにあって
は、電気めっきに必須とする電極の形状や電極とめっき
すべきコーターブレードとの距離(間隔)を調整するこ
とによってもオープニングキャンバーを得ることができ
る。
覆材料の被覆範囲は、被塗紙との接触部、つまりコータ
ーブレードの先端より5〜30mmの範囲であれば良
い。また、その被覆厚みも5〜300μm、好ましくは
10〜250μmが最も好結果が得られる。さらに、実
用試験結果によると、バッキングロール加圧時の上向き
撓み量Dfでコーターブレードに付与したオープニング
キャンバーの値Cmを割った数値が0.4〜2.2とな
るようにしたときに最も長寿命で、初期損紙が低減する
ことを見い出した。
用済のものや、ストリークや塗工ムラでコーターヘッド
から取り外されたブレードを詳細に調査すると、その磨
耗傾向は被塗紙との接触部分においてコーターブレード
の両端から中央にかけて徐々に膨らんだ形状、いわゆる
クラウン状態に磨耗していることが分かった。これらの
磨耗量をもとに、種々検討を重ねて行くと、コーターブ
レードが被塗紙を介して押し当てられるバッキングロー
ルが、上向きの力を受けて撓む、いわゆる上向きの撓み
2次曲線に沿って磨耗していることが分かった。これら
の状態を添付図によって詳細に説明する。
取り付けた状態を示しており、一般に回転の有無にかか
わらず、それぞれのロールは撓んだ状態になっている。
また、図5は、回転する2本のロールA,Bを加圧する
ために、ロールAに荷重Pを付与したときの状態を示し
ている。この状態において、ロールAには上向きの撓み
を、また、ロールBには下向きの撓みを生じる。今、ロ
ールAの撓みを、Df(A)とすれば、これは良く知ら
れているように、次式で示される。
の面長(cm)、EはロールAのヤング率(kg/mm
2 )、IはロールAの断面2次モーメント(kg/mm
4 )、WはロールAの重量(kg)、NはロールAへの
線圧(kg/cm)、KはロールAの寸法で決まる定数
である。この関係を、ブレードコーターのバッキングロ
ールとコーターブレードに当てはめたものが、図6と図
7である。すなわち、図6は、回転しているバッキング
ロール2に従来からのストレートに加工されたコーター
ブレード1をタッチさせて加圧されていない状態であ
る。図7はコーターブレード1を一定圧力(線圧)にま
で加圧した状態である。この状態において、バッキング
ロール2は上向きに撓み、ORQで示される撓み2次曲
線と、コーターブレード1のストレートキャンバーOQ
で示される直線とで囲まれた部分に斜線で示すような間
隙を生じ、被塗紙との接触が十分に行えないことになる
ので、塗工ムラを生じるのである。ここにおいて、上向
きの撓み2次曲線Dは、次式で示される。
レードに対して、図8に示したように、コーターブレー
ド1の両端部分がバッキングロール2の示す上向きの撓
み2次曲線Dに適合するように研磨しておけば良い。こ
の研磨部分は、操業中、特に操業初期において無為に磨
耗される部分であって、この部分を予め研磨しておくこ
とにより、操業開始時からコーターブレードを全長にわ
たってバッキングロールに馴染ませることができ、塗工
ムラによる多量の初期損紙を防止することができる。
すように、比較用のブレードとしてSK−5材を使用
し、これに電気めっきによりクロムめっき被覆を施した
試料、溶射法によりアルミナ被覆を施した試料、イオン
プレーティング法により窒化チタン被覆を施した試料を
作成した。各試料は、ストレートキャンバーのものと、
オープニングキャンバーを形成したものをそれぞれ作成
した。
zとし、幅100mm、長さ3,730mm、厚み0.
635mm、先端角度20度のベベルタイプのコーター
ブレードとして、直径960mm、長さ3,770mm
のバッキングロールに対して適用した。コーターブレー
ドの線圧;約14kg/cm、バッキングロールの上向
きの撓み量;約16μm、塗工スピード;1000m/
min、塗工量;15g/m2 /片側という条件で、炭
酸カルシウム、クレー、ラテックスを主体とした塗料を
塗工したところ、表2のような結果が得られた。
ルがコーターブレードによって加圧されるが、このとき
生じるバッキングロールの上向きの撓み量にほぼ相当す
るオープニングキャンバー値を有し、尚且つバッキング
ロールの上向きの撓み2次曲線にほぼ該当する形状に、
コーターブレードの先端部分を整形することによって、
初期塗工ムラによる損紙発生量を低減し、長寿命で安定
した塗工が可能となることが分かる。クロムめっきとア
ルミナ被覆ブレードにおいて、ストレートキャンバーの
もの、あるいはオープニングキャンバーのものに結果の
差異がある理由は、硬度差による耐磨耗性の差、換言す
ると初期馴染みの差といって良い。このことは、クロム
めっきと窒化チタンの場合においても認められる。な
お、以上の説明は、好ましい実施例を例示したものであ
り、本発明はこれに限定されるものではない。
の接触部分に高硬度の被覆材料を施して長寿命化したコ
ーターブレードにおいて、これが押し当てられるバッキ
ングロールの撓みに適合するように、表面形状を初期磨
耗後の形状と略同じ形状に整形したものであるから、操
業開始時からバッキングロールに馴染みやすく、これに
よって、塗工ムラを低減でき、初期損紙を少なくできる
という効果がある。
ロールをコーターブレードで加圧した時に生じる上向き
の撓み量の0.4倍乃至2.2倍の範囲にオープニング
キャンバーの最大値を設定したので、実験的に確認され
ているように、最も長寿命で初期損紙も少なくなるとい
う効果がある。
レードの被塗紙との接触部分に高硬度の被覆材料を溶射
して、その表面を研磨することにより表面形状を形成し
ているので、溶射後の研磨工程と表面形状の形成工程を
兼用することができ、製造工程数を少なくできるという
効果がある。
レードの被塗紙との接触部分に高硬度の被覆材料を電気
めっきするときに、その電流密度をコーターブレードの
中央部に近づくほど周辺部よりも高く設定することによ
りオープニングキャンバーを形成したので、電気めっき
後の研磨工程を省略し、あるいは研磨時間を短縮できる
という効果がある。
面図である。
用状態を示す側面図である。
用状態を示す側面図である。
す説明図である。
す説明図である。
示す説明図である。
示す説明図である。
である。
Claims (4)
- 【請求項1】 可撓性の鋼からなる塗工用ブレードの
少なくとも被塗紙との接触部近傍に、鋼よりも硬度の高
い材料を被覆され、被塗紙と直接接触する被覆部分の表
面形状を初期磨耗後の形状と略同じ形状となるように整
形したことを特徴とするコーターブレード。 - 【請求項2】 被塗紙と直接接触する被覆部分の表面
形状をオープニングキャンバーとし、コーターヘッドに
装着されたコーターブレードがバッキングロールを加圧
した時に生じる上向きの撓み二次曲線に適合するように
整形し、前記オープニングキャンバーの最大値Cmは、
バッキングロールをコーターブレードで加圧した時に生
じる上向きの撓み量Dfの0.4倍乃至2.2倍となる
ように整形したことを特徴とする請求項1記載のコータ
ーブレード。 - 【請求項3】 可撓性の鋼からなる塗工用ブレードの
少なくとも被塗紙との接触部近傍に、金属若しくは金属
又は非金属の炭化物、酸化物、窒化物、ホウ化物の一種
又はそれ以上の混合物からなる鋼よりも硬度の高い材料
を溶射法により被覆し、溶射された被覆材料の表面を研
磨することにより、被塗紙と直接接触する被覆部分の表
面形状を初期磨耗後の形状と略同じ形状となるように整
形することを特徴とするコーターブレードの製造方法。 - 【請求項4】 可撓性の鋼からなる塗工用ブレードの
少なくとも被塗紙との接触部近傍に、鋼よりも硬度の高
い材料を電気めっきにより被覆し、電気めっきの電流密
度をコーターブレードの中央部に近づくほど周辺部より
も高く設定することにより被塗紙と直接接触する被覆部
分の表面形状をオープニングキャンバーとすることを特
徴とするコーターブレードの製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4211417A JP2622054B2 (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | コーターブレード及びその製造方法 |
US08/101,999 US6059881A (en) | 1992-08-07 | 1993-08-04 | Coater blades and their manufacturing methods |
Applications Claiming Priority (1)
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JP4211417A JP2622054B2 (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | コーターブレード及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0655124A true JPH0655124A (ja) | 1994-03-01 |
JP2622054B2 JP2622054B2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=16605615
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP4211417A Expired - Lifetime JP2622054B2 (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | コーターブレード及びその製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
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US (1) | US6059881A (ja) |
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1992
- 1992-08-07 JP JP4211417A patent/JP2622054B2/ja not_active Expired - Lifetime
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1993
- 1993-08-04 US US08/101,999 patent/US6059881A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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US6059881A (en) | 2000-05-09 |
JP2622054B2 (ja) | 1997-06-18 |
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