JPH10151400A - ブレード - Google Patents

ブレード

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JPH10151400A
JPH10151400A JP9235272A JP23527297A JPH10151400A JP H10151400 A JPH10151400 A JP H10151400A JP 9235272 A JP9235272 A JP 9235272A JP 23527297 A JP23527297 A JP 23527297A JP H10151400 A JPH10151400 A JP H10151400A
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ceramic plate
metal plate
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秀則 山之口
Osamu Furukawa
治 古川
Takashi Yokoyama
敬 横山
Kenji Ikeda
謙二 池田
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    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
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Abstract

(57)【要約】 【課題】良好に塗布又は掻き取りを行うことができ、し
かも使用時や搬送時に板状体３が破損することのないブ
レード１を得る。 【解決手段】エッジ３ａを備えたセラミックス製板状体
３を長尺の金属板２の側面端部に固定してなるブレード
１であって、該ブレード１を長さ方向に１ｍの間隔で両
端支持した時、セラミックス製板状体３が破損すること
なく、自重により厚み方向に１０ｃｍ以上撓むようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シート状体やロー
ル状体等の表面に他の物質を塗布したり、掻き取ったり
する際に用いるブレードに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、シート状体あるいはロール状
体の表面に他の物質を塗布したり、掻き取ったりする際
にブレードが用いられる。例えば、印刷工程における印
刷版面へのインクの塗布や掻き取り工程、磁気テープや
フレキシブルディスクへの磁性材料の塗布工程、製紙工
程でロール紙やロール表面に付着した異物を掻き取る工
程、紙コップや飲料水用パック等に用いる紙に樹脂を塗
布する工程、壁紙や合板等に用いる木材に樹脂を塗布す
る工程、熱転写インクリボンやカーボンペーパーにイン
クを塗布する工程等、さまざまな分野でブレードが用い
られる。
【０００３】例えば、印刷工程の中で使用されるブレー
ドは、その目的と作用から大きく２つに分けることがで
きる。一つは印刷版面から余分なインクを除去するため
の掻き取り用ブレードと、もう一つはインクを塗布した
り、光沢剤を塗布するための塗布用ブレードである。
【０００４】これらの印刷塗布用ブレードとしては、通
常金属の板状体が用いられている。例えば、図１０
（ａ）に示すように、印刷パターンに対応する凹部２１
を有する印刷版面２０上で、金属製のブレード１を移動
させてインク２２を塗布し、凹部２１に充填させること
ができる。
【０００５】一方、掻き取り用ブレードとしては、例え
ば図１０（ｂ）に示すように、製紙工程において、ロー
ル３０の表面に金属製のブレード１を押し当てて回転さ
せ、表面に付着した塗料、付着物等の異物３１を除去す
ることができる。
【０００６】このようなブレードは、従来、そのほとん
どがハイス鋼等の金属材から形成されており、先端のエ
ッジで樹脂等を密着させながら伸ばして塗布したり、あ
るいはインク等を掻き取ったりするようになっている。
しかしながら、金属材で形成されている場合、エッジが
摩耗して均一に塗布できなくなるため、短時間の使用で
交換しなければならず、長期の使用における信頼性及び
作業性の面で極めて重大な問題を有していた。
【０００７】上記問題点に対し、特公平２−３６６７１
号公報に示すように、ブレードの先端側面に炭化タング
ステン（ＷＣ）等の硬質膜を溶射したものもあったが、
使用中に硬質膜が剥がれてしまうという問題があった。
【０００８】そこで、特公平２−５１３９８号公報に示
されるように、ブレードの少なくとも刃部をジルコニア
セラミックスで形成することが提案されている。
【０００９】また、セラミックス単体では、使用時に破
損する恐れがあることから、製紙工程で用いるブレード
として、金属板等の支持体の側面先端側にセラミックス
の板状体を接合したブレードを本願出願人は既に提案し
た（実開平７−５６０号公報参照）。
【００１０】これは、図９に示すように、支持体を成す
金属板２の側面先端側にジルコニア等のセラミックスか
らなる複数の板状体１３を接合し、この板状体１３の先
端エッジ部でインク等を塗布することにより耐摩耗性を
向上させたものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ブレー
ド全体あるいは刃部をジルコニアセラミックスで形成す
る場合、厚みを１ｍｍ以下と極めて薄く形成しなければ
ならないため、使用時に撓むと割れてしまう恐れがあっ
た。一方、割れないようにブレードを厚くすると、使用
時に撓みにくくなるため、塗布や掻き取りを行いにくく
なり、コートむらやスジ目等が生じるという第１の問題
があった。
【００１２】また、ブレードをセラミックスで形成する
と、耐摩耗性に優れているものの、その反面ロール等の
相手材に対するなじみが悪いという第２の問題があっ
た。
【００１３】さらに、図９に示すようなセラミックスか
らなる板状体１３を用いたブレード１では、セラミック
ス製板状体１３の横方向の長さＬ1 は２５０ｍｍ程度と
短いものである。これは、セラミックス製の板状体１３
を作製する場合、粉体プレス成形することが一般的であ
るため、上記寸法以上の製品を得ることは困難となるた
めである。
【００１４】ところが、一般に、このようなブレード１
の全体の長さＬは３００ｍｍ以上あり、長いものでは１
００００ｍｍ（１０ｍ）程度のものもある。したがっ
て、上記セラミックス製板状体１３を用いたブレード１
では、図９に示すように、複数のセラミックス製板状体
１３を継ぎ合わせて使用する必要があった。
【００１５】そのため、長時間使用していると、板状体
１３の継ぎ目が摩耗して広がり、隙間が発生じて、印刷
物に筋目が生じるなど均一な塗布が困難になるという第
３の問題があった。
【００１６】一方、上記のブレード１では、金属板２に
セラミックス製の板状体１３を貼り合わせた構造である
ため、この部分の厚みが大きくなる。そのため、長期使
用時に摩耗すると、板状体１３だけでなく金属板２も接
触し摩耗することになる。その結果、次第に接触面積が
大きくなって面圧が下がり、ブレード１の押しつけ力を
調整しなければならず、また、金属板２の摩耗により、
食品製造工程や、磁気記録装置の製造工程等に使用する
場合は金属粉の混入による不都合があるという第４の問
題があった。
【００１７】
【課題を解決するための手段】そこで、請求項１の発明
は、エッジを備えたセラミックス製板状体を長尺の金属
板の側面端部に固定してなるブレードであって、該ブレ
ードを長さ方向に１ｍ以上の間隔で両端支持した時、セ
ラミックス製板状体が破損することなく、自重により厚
み方向に１０ｃｍ以上撓むことを特徴とする。
【００１８】即ち、好適に使用するためにはブレード自
体が適度に撓む必要があり、種々検討の結果、ブレード
を成す金属板やセラミックス製板状体の材質、寸法、形
状等を調整してブレードを長さ方向に１ｍの間隔で両端
支持した時に自重で厚み方向に１０ｃｍ以上撓むように
しておけば、第１の問題を解決して良好に使用できるこ
とを見出した。しかも、セラミックス製板状体を金属板
の側面端部に固定した構造とすることによって、ブレー
ド全体を撓みやすくし、かつ撓んだ場合でもセラミック
ス製板状体の破損を防止するようにした。
【００１９】また、請求項２の発明は、エッジを備えた
セラミックス製板状体を長尺の金属板の側面端部に固定
してなるブレードであって、ブレード全体の見掛けのヤ
ング率をＥA （ｋｇ／ｍ2 ）、ブレードの断面２次モー
メントをＩ（ｍ3 ）、単位長さ当たりの重さをＷ（ｋｇ
／ｍ）とし、Ａ＝５Ｗ／３８４ＥA Ｉとしたとき、 ５×１０-10 ＜Ａ＜７×１０-8 を満たすことを特徴とする。
【００２０】即ち、上記Ａ値はブレードの自重による撓
み量を示す尺度であり、このＡ値が上記範囲内であれ
ば、ブレード全体を撓みやすくし、第１の問題を解決す
ることができる。
【００２１】さらに、請求項３の発明は、エッジを備え
たセラミックス製板状体を長尺の金属板の側面端部に固
定してなるブレードであって、上記セラミックス製板状
体の破壊靱性値をＫc （ｋｇ／ｍ3/2 ）、ビッカース硬
度をＨ（ｋｇ／ｍ2 ）、ヤング率をＥ1 （ｋｇ／ｍ2 ）
とした時、 Ｅ1 ＜３．０×１０10 であり、かつＲ＝（Ｅ1 ／Ｈ）4/5 ／（Ｋc 1/2 ・Ｈ
5/8 ）としたとき ２．００×１０-8＜Ｒ＜２．６０×１０-8 を満たすことを特徴とする。
【００２２】即ち、上記Ｒ値は、耐摩耗性を示す尺度で
あり、このＲ値が上記範囲内にあれば、耐摩耗性に優れ
るとともに、初期の段階である程度摩耗することによっ
て、相手材の形状になじむことができ、第２の問題を解
決できる。
【００２３】また、請求項４の発明は、シート状体やロ
ール状体等の表面で、物質の塗布や掻き取りのために用
いるブレードであって、支持体の先端部にセラミックス
製板状体を保持してなり、該板状体は長さ３００ｍｍ以
上で一体的に形成したことを特徴とする。
【００２４】即ち、３００ｍｍ以上の長さを持ったセラ
ミック製板状体を一体的に形成することによって、上述
したような継ぎ目を無くして第３の問題を解決し、均一
な塗布や掻き取りを可能としたものである。
【００２５】さらに、請求項５の発明は、シート状体や
ロール状体等の表面で、物質の塗布や掻き取りのために
用いるブレードであって、支持体の先端部にセラミック
ス製板状体を保持してなり、該板状体の先端を上記支持
体から突出させたことを特徴とする。
【００２６】即ち、板状体の先端を突出させたことによ
って、この板状体の先端のみでシート状体又はロール状
体と摺動することになり、使用中に板状体が摩耗しても
支持体まで摩耗することを防止できる。そのため、摩耗
しても接触面積が大きくなることはなく、面圧を一定に
維持でき、また支持体を成す金属成分が混入することも
防止でき、第４の問題を解決できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、請求項１〜３の発明の実施
形態として製紙用のブレードについて説明する。
【００２８】図１に示すように、本発明のブレード１
は、ハイス鋼等からなる金属板２の先端側面にジルコニ
ア等のセラミックスからなる板状体３を接着剤４で接合
したものである。そして、この板状体３にはエッジ３ａ
を備えており、図２に示すように、このブレード１を用
いて紙６の上にコート剤５を延ばしながら掻き取ること
で、紙６の表面にコート剤５を塗布することができる。
【００２９】なお、ブレード１の全長Ｌは１．５〜９ｍ
と長いものであり、詳細を後述するように、板状体３
は、この長さＬにわたって一体的に形成することが好ま
しいが、複数に分割して、各々のエッジ３ａが揃うよう
に金属板２に接合しても良い。
【００３０】また、金属板２と板状体３とは、両者の平
面部に接着剤４を介在させて接合すればよい。なお、両
者の接合構造としては、図３に示すように、金属板２側
に形成した斜面や凹部に、板状体３を接着剤４で接合す
ることもできる。さらに、板状体３のエッジ３ａは必ず
しもシャープエッジである必要はなく、図３に示すよう
に斜面状や曲面状であっても良い。
【００３１】なお、本発明のブレード１を使用する際
に、図２に示すように、ブレード１自体が撓むことが重
要である。即ち、撓むことによって、板状体３のエッジ
３ａを紙６の表面に押しつけることができ、コート剤５
を均一な厚みにし、かつ密着強度を高めて塗布すること
ができるのである。
【００３２】そこで、本発明では、金属板２の先端側面
にセラミックス製の板状体３を接合する構造として、主
体を金属板２で構成したため、ブレード１を撓みやすく
することができる。
【００３３】しかも本発明では、ブレード１の撓みを評
価するために、図４に示すようにブレード１を長さ方向
に１ｍの間隔で両端支持した時の、自重による厚み方向
の撓み量Ｘを測定したとき、この撓み量Ｘが１０ｃｍ以
上、好ましくは２０ｃｍ以上となるようにしておけば良
いことを見出した。
【００３４】即ち、上記撓み量Ｘが１０ｃｍ以上、好ま
しくは２０ｃｍ以上であれば、図２のように使用する際
に、ブレード１が充分に撓むため、エッジ３ａを紙６の
表面に押しつけて、コート剤５を均一な厚みにし、かつ
密着強度を高くでき、第１の問題を解決できる。
【００３５】なお、この撓み量Ｘは、金属板２及び板状
体３の材質、形状、寸法によって決定されるものであ
り、上記範囲となるように、これらを調整すれば良いこ
とになる。実際には、ブレード１の主体をなす金属板２
でほぼ決定されることになり、例えば、金属板２をハイ
ス鋼で形成する場合、その厚みを１ｍｍ以下としておけ
ば良い。
【００３６】また、この撓み量Ｘは、ブレード１を１ｍ
の間隔で両端支持した時の値であり、ブレード１の長さ
が１ｍ以外の場合は、その両端で支持した時の撓み量を
測定し、公知の方法によって換算することができる。あ
るいはブレード１が１ｍよりも長い場合は、１ｍの長さ
に切断して両端支持し、その撓み量Ｘを求めることもで
きる。
【００３７】さらに、本発明では、図４にように自重に
よってブレード１を撓み量Ｘで撓ませた時に、セラミッ
クス製の板状体３が破損しないようにすることが重要で
ある。これは、ブレード１の使用時や搬送時等におい
て、最悪の場合に上記の撓み量Ｘが生じる恐れがあり、
このような場合にでも板状体３の破損を防止するためで
ある。
【００３８】そのためには、板状体３の材質、寸法、形
状を調整して、上記撓み量Ｘで撓んでも破損が生じない
ようにしておけば良い。特に板状体３の材質が重要であ
り、上記撓みに耐えられるような、強度、靱性の高いセ
ラミックスを用いることが重要である。
【００３９】具体的には、高強度、高靱性の部分安定化
ジルコニアセラミックスを用いることが好ましい。これ
は、ＺｒＯ2 を主成分とし、Ｙ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、Ｃａ
Ｏ、ＣｅＯ2 、Ｄｙ2 Ｏ3 等の一種以上の安定化剤を含
み、正方晶の結晶相を主体とした部分安定化ジルコニア
セラミックスのことであり、このようなジルコニアセラ
ミックスは、応力を受けた際に正方晶相が単斜晶相に変
化する応力誘起変態の作用によって、極めて強度、靱性
を高くすることができる。
【００４０】なお、板状体３の材質としては、上記ジル
コニアセラミックスに限ることはなく、要するに図４に
示すようにブレード１を両端支持した時に、自重による
撓み量Ｘが１０ｃｍ以上となり、この時に破損しないよ
うな材質、寸法、形状としておけば良い。
【００４１】また、本発明では、上記ブレード１におけ
る、板状体３を成すセラミックスのヤング率をＥ1 （ｋ
ｇ／ｍ2 ）、ブレード１全体に対する板状体３の体積分
率をＶ1 、金属板２のヤング率をＥ2 （ｋｇ／ｍ2 ）、
ブレード１全体に対する金属板２の体積分率をＶ2 とし
たとき、ブレード１全体の見掛けのヤング率ＥA （ｋｇ
／ｍ2 ）を １／ＥA ＝Ｖ1 ／Ｅ1 ＋Ｖ2 ／Ｅ2 により定義し、一方、上記ブレード１の断面２次モーメ
ントをＩ（ｍ3 ）、単位長さ当たりの重さをＷ（ｋｇ／
ｍ）とし、Ａ＝５Ｗ／３８４ＥA Ｉとしたとき、 ５×１０-10 ＜Ａ＜７×１０-8 を満たしている。
【００４２】ここで、上記Ａ値はブレード１の自重によ
る撓み量を示す尺度であり、このＡ値が上記範囲内であ
れば、ブレード１全体を撓みやすくすることができ、第
１の問題を解決できる。
【００４３】次に、本発明では、上記板状体３を成すセ
ラミックスの破壊靱性値をＫc （ｋｇ／ｍ3/2 ）、ビッ
カース硬度をＨ（ｋｇ／ｍ2 ）、ヤング率をＥ1 （ｋｇ
／ｍ2 ）とした時、 Ｅ1 ＜３．０×１０10 であり、かつＲ＝（Ｅ1 ／Ｈ）4/5 ／（Ｋc 1/2 ・Ｈ
5/8 ）としたとき ２．００×１０-8＜Ｒ＜２．６０×１０-8 を満たすようにする。
【００４４】ここで、ヤング率Ｅ1 を３．０×１０10ｋ
ｇ／ｍ2 未満としたのは、ヤング率Ｅ1 が低いほど板状
体３が撓みやすいことになり、上述したブレード１全体
の撓みに追従しやすくなるためである。また、板状体３
が撓みやすいと、エッジ３ａが紙６等に対して均一な圧
力で接することになり、塗布膜の厚みを均一にし、仕上
げ面を滑らかにすることができるためである。
【００４５】また、Ｒの値は、耐摩耗性を示す尺度であ
り、この値が小さいほど耐摩耗性に優れるが、コートむ
らやスジ目の不具合を防ぐため、初期の段階である程度
摩耗してコート面等の相手材の形状になじむ必要があ
る。このため、適度な耐摩耗性が必要となる。このよう
な観点から、 ２．００×１０-8＜Ｒ＜２．６０×１０-8 であれば、充分に優れた耐摩耗性を有し、ブレード１の
寿命を長くできるとともに、初期段階で適度に摩耗して
相手材となじむことができ、第２の問題を解決できる。
【００４６】なお、上記各物性値の測定については、板
状体１を成すセラミックスと同じ材質で別途作成したテ
ストピース、または板状体１自体から所定の寸法に切り
出したテストピースで測定する。なお、ヤング率Ｅ1 は
超音波パルス法、破壊靱性値Ｋc はＩＦ法、硬度Ｈはビ
ッカース硬度により、それぞれ測定する。あるいは、公
知の換算式がある場合は、他の方法で測定して上記の値
に換算してもよい。
【００４７】なお、以上は製紙用のブレードについて説
明したが、本発明のブレードは、木材や金属等のシート
状体の表面に樹脂等をコートする工程や、印刷版の版面
に付着したインクを掻き取る工程、ゴムや食料品等をシ
ート状に成形する工程などさまざまな用途に使用するこ
とができる。
【００４８】次に、請求項４の発明の実施形態を印刷塗
布用ブレードを例にとって説明する。
【００４９】ブレード１は、図１に示すものと同様に、
支持体を成す金属板２の先端側面にセラミックス製の板
状体３を接合したものである。そして、図１０（ａ）に
示すように、印刷版面２０上にブレード１を押し当てて
矢印方向に移動させることによって、インク２２を凹部
２１に充填させながら塗布することができる。
【００５０】このとき、ブレード１の先端エッジがセラ
ミックス製の板状体３からなるため、耐摩耗性に優れ、
長期間良好に使用することができる。また、この板状体
３は金属板等２に保持されているため、押し当てるよう
に使用しても金属板２が撓むことによって、板状体３の
破損を防止できる。
【００５１】さらに、上記板状体３は、ブレード１の横
方向の全長にわたって一体的に形成されており、その全
長Ｌは３００ｍｍ以上となっている。そのため、このブ
レード１を用いて塗布を行った場合に、板状体３に継ぎ
目がないため、均一な厚みで滑らかな塗布作業を行うこ
とができ、第３の問題を解決できる。
【００５２】なお、板状体３の全長を３００ｍｍ以上と
したのは、通常用いられるブレード１の長さが３００ｍ
ｍ以上であるからであり、実際には使用するブレード１
の長さに応じて、それと同じ長さＬの板状体３とすれば
良い。具体的には、板状体３の長さＬは３００ｍｍ以上
で、１００００ｍｍ（１０ｍ）程度までのものが使用さ
れる。また、このような長尺の板状体３は後述する押出
成形法により得ることができる。
【００５３】さらに、板状体３の厚みｔは０．２〜２．
０ｍｍの範囲としてある。これは、０．２ｍｍ未満では
強度が低くなって破損する恐れがあり、一方２．０ｍｍ
を超えると使用時に変形しにくくなり良好な塗布作業が
できなくなるためである。
【００５４】また、上記板状体３の材質としては、アル
ミナ、ジルコニア、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニ
ウム等のさまざまなセラミックスを用いることができる
が、これらの中でも前述したような部分安定化ジルコニ
アセラミックスが最適である。このジルコニアセラミッ
クスはセラミックスの中でも比較的熱膨張係数が大きい
ことから、金属板２との熱膨張差を小さくすることがで
きる。
【００５５】特に、本発明のブレード１では、長尺の板
状体３と金属板２を接合しているため、両者の熱膨張差
が大きいと使用時に反りが発生する恐れがある。そこ
で、板状体３として熱膨張係数の大きいジルコニアセラ
ミックスを用いるとともに、金属板２として、板状体３
との熱膨張差が３×１０-6／℃以下の材質を用いること
が好ましい。具体的には、金属板１２として炭素鋼等を
用いる。
【００５６】さらに、板状体３の先端部の形状は、使用
用途に応じてさまざまな形状とすることができる。例え
ば、図５（ａ）に示すようなエッジ３ａを有する角形状
や、図５（ｂ）に示すような両側に斜面３ｂを有する形
状や、図５（ｃ）に示すように片側のみに斜面３ｂを有
する形状や、図５（ｄ）に示すように片側のみに斜面３
ｂを有し、この斜面３ｂと側面との鈍角状の境界部に曲
面３ｃを備えた形状などとすることができる。
【００５７】特に、塗布用ブレードとして用いる場合
は、図５の各形状のうち、図５（ｃ）（ｄ）に示すよう
な片側に斜面３ｂを有する形状が好ましい。また、図５
（ｄ）の曲面３ｃの曲率半径は、板状体３の厚みｔ以下
とすることが好ましい。
【００５８】なお、この実施形態のブレード１は、図１
０（ａ）に示すような印刷工程での塗布用ブレード以外
にも、前述したさまざまな分野の塗布作業やあるいは掻
き取り作業に用いることができる。
【００５９】次に、上記ブレード１の製造方法を説明す
る。
【００６０】まず、セラミックス製の板状体３を作製す
るが、上述したジルコニアセラミックス等の原料粉末に
有機バインダーを加えて混合・攪拌し、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３の長さＬ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。これを所定の長さで切断し、約１４０
０℃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、板状体３を得る。
【００６１】一方、別途、金属板２を形成しておき、両
者をエポキシ系等の接着剤４で接合すればブレード１を
得ることができる。
【００６２】このように、本発明では、板状体３を押出
成形法で成形することによって、長さＬが３００ｍｍを
超えるものでも容易に製造することができる。
【００６３】次に、請求項５の発明の実施形態として、
掻き取り用ブレードに適用した例を説明する。
【００６４】図６（ａ）に示すブレード１は、樹脂や金
属等からなる支持体１２の先端に凹部１２ａを形成し、
この凹部１２ａにセラミックス製の板状体３を挿入し、
一部を突出させた状態で接合したものである。また、図
６（ｂ）に示すように、このブレード１は、製紙工程に
おいてロール３０に押し当てて使用し、付着した異物３
１を除去するために使用することができる。
【００６５】このブレード１は、図７（ａ）に示すよう
に、板状体３の先端を支持体１２から突出させた点が重
要である。そのため、この板状体３の先端のみでロール
３０と摺動することになり、使用時に摩耗しても、支持
体１２まで摩耗することを防止できる。その結果、接触
面積が大きくなることがなく、面圧が変化することを防
止できる。しかも、支持体１２が摩耗しないため、食品
製造工程や磁気記録装置の製造工程に用いても金属粉等
の異物の混入を防止することができ、第４の問題を解決
できる。
【００６６】そのためには、図７（ａ）における板状体
３の突出長さＤは０．１ｍｍ以上とし、好ましくは０．
５〜１ｍｍとする。これは、突出長さＤが０．１ｍｍ未
満では上述した効果が乏しくなるためである。ただし、
突出長さＤが１ｍｍを超えると破損しやすくなるため、
１ｍｍ以下が好ましい。
【００６７】また、この実施形態における板状体３の厚
みｔは０．０５〜１ｍｍ程度、好ましくは０．１〜０．
５ｍｍの範囲が好ましい。
【００６８】さらに、板状体３と支持体１２との接合構
造としては、図７（ａ）に示すように支持体１２の凹部
１２ａに挿入し接合したものに限らず、図７（ｂ）に示
すように支持体１２の側面端部に板状体３を接合した
り、図７（ｃ）に示すように支持体１２の側面端部に凹
部１２ｂを形成し、この凹部１２ｂに板状体３を接合す
ることもできる。いずれの場合も、板状体３の突出長さ
Ｄが上記範囲となるように設定しておけば良い。
【００６９】また、板状体３の先端部の形状について
は、図８（ａ）に示すように先端の片側エッジ部に曲面
３ｃを形成したり、図８（ｂ）に示すように先端の両側
エッジ部に曲面３ｃを形成したり、図８（ｃ）に示すよ
うに先端の片側エッジ部に斜面状の大きな曲率半径の曲
面３ｃを形成したりすることができる。いずれの場合
も、曲面３ｃの曲率半径は０．０３〜１ｍｍの範囲内と
することが好ましい。
【００７０】なお、この実施形態における板状体３の材
質は上記実施形態と同様のセラミックスを用い、製造方
法についても同様の押出成形法やあるいはプレス成形法
を用いれば良い。また、支持体１２の材質はＦＲＰ等の
樹脂、又は炭素鋼等の金属材を用いる。
【００７１】
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。
【００７２】実施例１ 請求項１の発明の実施例として、図１に示すブレード１
を試作した。金属板２はハイス鋼で形成し、厚み０．０
５ｃｍ、幅７．５ｃｍ、長さ１００ｃｍとした。板状体
３は、表１に示す各種セラミックスで形成し、厚み０．
１ｃｍ、幅１ｃｍ、長さ１００ｃｍとして、両者をエポ
キシ系の接着剤４で接合した。
【００７３】なお、表１中、ジルコニアとはＺｒＯ2 を
主成分として３モル％のＹ2 Ｏ3 を含み、正方晶の結晶
を主体とする部分安定化ジルコニアセラミックスのこと
であり、アルミナとは９９％のＡｌ2 Ｏ3 と残部がＳｉ
Ｏ2 、ＭｇＯ等からなるアルミナセラミックスのことで
あり、窒化珪素とはＳｉ3 Ｎ4 を主成分としＡｌ
2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 を焼結助剤として含む窒化珪素質セラ
ミックスのことであり、炭化珪素とはＳｉＣを主成分と
してＡｌ2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 を焼結助剤として含む炭化珪
素質セラミックスのことである。
【００７４】各々のブレード１を図４に示すように、１
ｍの間隔で両端支持した時の撓み量Ｘを測定し、この時
の板状体３の破損の有無を確認した。また、各セラミッ
クスについて、ワイブル統計に基づき上記寸法での製品
強度を算出し、さらにブレードに発生する応力を両端支
持における等方分布荷重の発生応力の算出式より求め、
これかた安全率を算出した。
【００７５】結果は表１に示す通りである。この結果よ
り、いずれもブレード１の撓み量Ｘは２２．７ｃｍと充
分であったが、アルミナ、窒化珪素、炭化珪素で形成し
た板状体３は破損してしまった。これに対し、ジルコニ
アで形成した板状体３は破損しなかった。なお、この結
果については、計算上でも推測することができ、経験的
に安全率２以上であれば、実用可能であると考えられ
る。
【００７６】したがって、この実施例では、板状体３を
ジルコニアセラミックスで形成すれば、ブレード１は充
分に撓み、かつ板状体３の破損もないことがわかる。
【００７７】
【表１】
【００７８】比較例１ 次に、比較例として、上記と同様で金属板２の厚みを
０．１ｃｍと厚くしたものを作製し、ジルコニアセラミ
ックス製の板状体３を接合したブレード１を作製した。
この比較例のブレード１を図４に示すように両端支持し
たところ、板状体３は破損しなかったが、撓み量Ｘが
５．７ｃｍと１０ｃｍ未満であった。
【００７９】この比較例のブレードと、上述したように
撓み量Ｘが２２．７ｃｍである実施例１のブレードを用
いて、図２に示すように紙６上にコート剤５を塗布する
試験を行い、塗布後のコート剤５のムラの有無を確認し
た。
【００８０】その結果、比較例のブレードを用いた場合
は、明確なムラが確認されたのに対し、本発明実施例の
ブレードを用いた場合は、均一な厚みに塗布され、ムラ
は確認されなかった。これは、ブレード１自体が撓むこ
とにより、板状体３のエッジ３ａを紙６に押しつける作
用によって、均一な厚みにコート剤５を塗布できるため
である。
【００８１】そして、ブレード１を両端支持した時の撓
み量Ｘを１０ｃｍ以上とすることによって、均一な厚み
に塗布できることがわかる。
【００８２】実施例２ 次に、請求項２の発明の実施例を説明する。
【００８３】実施例１と同様にして板状体３はジルコニ
アセラミックスで形成し、金属板２と板状体３の厚みを
種々に変化したものを作製した。
【００８４】それぞれの試料について、板状体３を成す
セラミックスのヤング率をＥ1 （ｋｇ／ｍ2 ）、ブレー
ド１全体に対する板状体３の体積分率をＶ1 、金属板２
のヤング率をＥ2 （ｋｇ／ｍ2 ）、ブレード１全体に対
する金属板２の体積分率をＶ2 としたとき、ブレード１
全体の見掛けのヤング率ＥA （ｋｇ／ｍ2 ）を １／ＥA ＝Ｖ1 ／Ｅ1 ＋Ｖ2 ／Ｅ2 により定義し、一方、上記ブレード１の断面２次モーメ
ントをＩ（ｍ3 ）、単位長さ当たりの重さをＷ（ｋｇ／
ｍ）として、 Ａ＝５Ｗ／３８４ＥA Ｉ によりＡ値を算出した。
【００８５】また、各試料について、実施例２と同様の
試験を行い、塗布後のムラの有無を確認して評価を行っ
た。その結果を表２に示すように、 ５×１０-10 ＜Ａ＜７×１０-8 の範囲内とすれば、均一な厚みに塗布され、ムラは確認
されなかった。これは、Ａ値が上記範囲内であればブレ
ード１自体が適度に撓むことにより、板状体３のエッジ
３ａを紙６に押しつける作用によって、均一な厚みにコ
ート剤５を塗布できるためである。
【００８６】
【表２】
【００８７】実施例３ 次に、請求項３の発明の実施例を説明する。
【００８８】各種セラミックス製の板状体３を用いて、
耐摩耗性と塗布時の均一性を調べる実験を行った。金属
板２をハイス鋼で形成し、厚み０．０５ｃｍ、幅７．５
ｃｍ、長さ２５ｃｍとした。板状体３を表２に示す各種
セラミックスで形成し、厚み０．０５ｃｍ、幅０．１ｃ
ｍ、長さ２５ｃｍとし、これを金属板２に接合した。
【００８９】なお、表３中に示すセラミックス材料のう
ち、ジルコニア１は実施例１におけるジルコニアと同じ
であり、ジルコニア２はジルコニア１の焼成後に熱間静
水圧加圧（ＨＩＰ）処理を施したもの、ジルコニア３は
ジルコニア１に２０％程度のＡｌ2 Ｏ3 を加えＨＩＰ処
理を施したもの、ジルコニア４はＺｒＯ2 を主成分とし
てＣｅＯ2 、Ｄｙ2 Ｏ3 を安定化剤として加えたもので
ある。さらに、炭化珪素１は実施例１の炭化珪素と同じ
であり、炭化珪素２はβ−ＳｉＣを主成分としＢ，Ｃを
焼結助剤として含有するものである。またサーメットと
は、ＴｉＣ、ＴｉＮ等を主成分とする硬質成分と、鉄族
金属との複合焼結体である。
【００９０】各ブレードを用いて、図２に示すように紙
６上にコート剤５を塗布する試験を行い、１５０時間の
試験後に、ブレードのエッジ３ａの摩耗状態とコート剤
５の塗布状態を観察した。
【００９１】なお、摩耗状態は先端からの摩耗によるエ
ッジ３ａの後退当で評価し、塗布状態は紙の表面に生じ
るスジの有無を目視により評価した。
【００９２】結果は表３、４に示す通りである。この結
果より、 ２．００×１０-8＜Ｒ＜２．６０×１０-8 かつＥ1 ＜３．０×１０10 のものはコート剤５のムラがなかった。したがって、こ
の両方を満たすものではコート剤をムラなく塗布するこ
とができ、しかも長寿命とできることがわかる。
【００９３】
【表３】
【００９４】
【表４】
【００９５】実施例４ 次に、請求項４の発明の実施例を説明する。
【００９６】図１に示すブレード１を試作した。板状体
３はＹ2 Ｏ3 を３モル％含み残部がＺｒＯ2 からなる部
分安定化ジルコニアセラミックスを用い、押出成形後、
焼成することによって、最終的な寸法が幅５ｍｍ、厚み
ｔは０．４ｍｍ、長さＬは２０００ｍｍとなるものを作
製した。また、幅３０ｍｍ、厚み１ｍｍ、長さ２０００
ｍｍの金属板２の先端側面にエポキシ系接着剤を用い
て、上記板状体３を接合してブレード１を得た。
【００９７】一方、比較例として、図９のように長さＬ
1 が１００ｍｍの板状体１３を２０個継ぎ合わせて接合
したブレード１も用意した。
【００９８】両者について、印刷物に光沢剤を均一に塗
布する装置に使用し、一定時間毎に印刷物の表面状態を
観察した。
【００９９】結果は、表５に示すように、比較例では、
５００時間後から板状体１３の継ぎ目により、印刷物の
表面に線模様が発生し、１０００時間後には使用不可能
となった。これに対し、本発明のブレード１では、１０
００時間を超えても安定して使用することができた。
【０１００】
【表５】
【０１０１】実施例５ 次に、上記実施例４のブレード１において、金属板２の
材質を種々に変化させたものを用意した。それぞれ板状
体３と金属板２との熱膨張係数を求めた後、７０℃の温
度に設定した場合のブレード１全体の反り量を測定し、
その状態のままで、光沢剤を塗布する装置で使用する試
験を行った。なお、熱膨張係数については、各材質の試
験片から、熱機械分析（ＴＭＡ）により測定した。
【０１０２】結果は表６に示すように、板状体３と金属
板２の熱膨張係数の差が大きいほど反り量が大きくな
り、この差が３×１０-6／℃を超えたもの（Ｎｏ．３）
では、使用時に塗布ムラを修正することができなかっ
た。
【０１０３】したがって、板状体３と金属板２との熱膨
張係数の差は３×１０-6／℃以下が好ましいことがわか
る。
【０１０４】
【表６】
【０１０５】実施例６ 次に、上記実施例５のＮｏ．１のブレードについて、板
状体３の先端部の形状として、図５（ｂ）に示す両側に
斜面３ｂを有するもの、図５（ｃ）に示す片側に斜面３
ｂを有するもの、図５（ｄ）に示す片側に斜面３ｂを有
し側面との境界に曲面３ｃを備えたものをそれぞれ用意
した。
【０１０６】各ブレード１を用いて、上記と同じ装置を
用いて使用試験を行い、塗布ムラが発生するまでの時間
と、母材への影響を調べた。
【０１０７】結果は表７に示す通りである。この結果よ
り、図５（ｂ）の両側に斜面３ｂを有する形状では、板
状体３の摩耗により、部分的に板状体３を押し付けてい
る力が変化したため、母材に接触して傷をつけてしま
い、また塗布ムラが発生するまでの寿命も短かった。
【０１０８】また、図５（ｃ）のように斜面３ｂを片側
のみとしたものは寿命が延びたが、母材に傷が生じた。
【０１０９】これらに対し、図５（ｄ）に示すように斜
面３ｂと曲面３ｃを形成したものでは、寿命が長くな
り、母材の傷も発生しなかった。これは、塗布工程での
コート材の流れをスムーズにできるため、ブレード１の
押し付け力にばらつきた生じにくく、その分接触抵抗が
減って寿命が伸び、また、コート材の流れに沿って曲面
３ｃが摩耗していくために塗布ムラも生じにくいのであ
る。さらに、曲面３ｃの存在によって、母材の傷も防ぐ
ことができる。
【０１１０】
【表７】
【０１１１】実施例７ 次に、請求項５の発明の実施例を説明する。
【０１１２】図６（ａ）に示すブレード１を試作した。
板状体３は上記と同様のジルコニアセラミックスで形成
し、最終的な寸法が厚みｔが１ｍｍ、長さ１５００ｍ
ｍ、幅１５ｍｍで、先端エッジ部に曲率半径０．１ｍｍ
の曲面３ｃを形成した。一方、支持体１２はＦＲＰ樹脂
で形成し、厚み１０ｍｍ、長さ１５００ｍｍ、幅３０ｍ
ｍとし、板状体１１の突出長さＤが０．５ｍｍとなるよ
うに支持体１２に接合した。
【０１１３】一方、比較例として、同じ寸法のブレード
１を金属材と樹脂でそれぞれ形成したものを用意した。
これらを、図６（ｂ）に示すようなロール３０の掻き取
り作業に使用し、使用不可能となるまでの時間を比較し
た。
【０１１４】結果は表８に示す通り、本発明のブレード
１は極めて耐摩耗性に優れていることがわかる。
【０１１５】
【表８】
【０１１６】実施例８ 次に、実施例７のジルコニアセラミックス製板状体３を
用いたブレード１について、長さを２ｍとし、板状体３
の突出長さＤと厚みｔを種々に変化させたものを試作し
た。
【０１１７】それぞれ、グラビア印刷工程において、回
転速度６００ｍ／ｒｐｍのロール上にインクを塗布する
使用試験を行い、板状体３の割れの有無や、塗布ムラの
有無を調べた。
【０１１８】結果は表９に示すように、板状体３の突出
長さＤを０．５〜１ｍｍとし、厚みｔを０．５ｍｍ以下
としたものは、割れが発生しにくく、塗布ムラも少なか
った。
【０１１９】
【表９】
【０１２０】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、エッジを備えたセラミックス製板状体を長尺の金属
板の側面端部に固定してなるブレードであって、該ブレ
ードを長さ方向に１ｍの間隔で両端支持した時、セラミ
ックス製板状体が破損することなく、自重により厚み方
向に１０ｃｍ以上撓むようにしたことによって、使用時
にブレードが適度に撓むことから良好に塗布又は掻き取
りを行うことができ、しかも使用時や搬送時に板状体が
破損することがない。
【０１２１】また、請求項２の発明によれば、上記ブレ
ード全体の見掛けのヤング率をＥA（ｋｇ／ｍ2 ）、ブ
レードの断面２次モーメントをＩ（ｍ3 ）、単位長さ当
たりの重さをＷ（ｋｇ／ｍ）とし、Ａ＝５Ｗ／３８４Ｅ
A Ｉとしたとき、 ５×１０-10 ＜Ａ＜７×１０-8 を満たすことによって、使用時にブレードが適度に撓む
ことから良好に塗布又は掻き取りを行うことができる。
【０１２２】さらに、請求項３の発明によれば、上記ブ
レードにおいて、上記セラミックス製板状体の破壊靱性
値をＫc （ｋｇ／ｍ3/2 ）、ビッカース硬度をＨ（ｋｇ
／ｍ2 ）、ヤング率をＥ1 （ｋｇ／ｍ2 ）とした時、 Ｅ1 ＜３．０×１０10 であり、かつＲ＝（Ｅ1 ／Ｈ）4/5 ／（Ｋc 1/2 ・Ｈ
5/8 ）としたとき ２．００×１０-8＜Ｒ＜２．６０×１０-8 を満たすことによって、ブレードのエッジと相手部材と
のなじみを良くし、しかもブレード自体の耐摩耗性を向
上することができる。
【０１２３】また、請求項４の発明によれば、シート状
体やロール状体等の表面で、物質の塗布や掻き取りのた
めに用いるブレードであって、支持体の先端部にセラミ
ックス製板状体を保持してなり、該板状体を、長さ３０
０ｍｍ以上で一体的に形成したことによって、板状体に
継ぎ目を無くし、長期間にわたって均一な塗布を可能と
することができる。
【０１２４】さらに、請求項５の発明によれば、上記ブ
レードにおいて、支持体の先端部にセラミックス製板状
体を保持してなり、該板状体の先端を上記支持体から突
出させたことによって、この板状体の先端のみでシート
状体やロール状体と摺動することになり、使用中に板状
体が摩耗しても、支持体まで摩耗することを防止でき
る。そのため、接触面積はほぼ同一となって面圧を一定
に維持でき、また支持板の摩耗による金属粉等の混入を
防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明のブレードを示す斜視図、
（ｂ）は（ａ）中のＸ−Ｘ線断面図である。
【図２】本発明のブレードの使用状態を示す断面図であ
る。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明のブレードの他の実施
形態を示す断面図である。
【図４】本発明のブレードの撓み量を測定する方法を示
す図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は本発明のブレードにおける板
状体の先端形状のさまざまな実施形態を示す断面図であ
る。
【図６】（ａ）は本発明のブレードの他の実施形態を示
す斜視図、（ｂ）はその使用状態を示す断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は本発明のブレードの先端形状
のさまざまな実施形態を示す断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は本発明のブレードにおける板
状体の先端形状のさまざまな実施形態を示す断面図であ
る。
【図９】従来のブレードを示す斜視図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）は従来のブレードの使用状態を
示す断面図である。
【符号の説明】
１：ブレード ２：金属板 ３：板状体 ３ａ：エッジ ３ｂ：斜面 ３ｃ：曲面 ４：接着剤 １２：支持体 １２ａ：凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 謙二 鹿児島県国分市山下町１番１号 京セラ株 式会社鹿児島国分工場内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エッジを備えたセラミックス製板状体を長
    尺の金属板の側面端部に固定してなるブレードであっ
    て、該ブレードを長さ方向に１ｍの間隔で両端を支持し
    た時、セラミックス製板状体が破損することなく、自重
    により厚み方向に１０ｃｍ以上撓むことを特徴とするブ
    レード。
  2. 【請求項２】エッジを備えたセラミックス製板状体を長
    尺の金属板の側面端部に固定してなるブレードであっ
    て、セラミックス製板状体のヤング率をＥ1 （ｋｇ／ｍ
    2 ）、体積分率をＶ1 、金属板のヤング率をＥ2 （ｋｇ
    ／ｍ2 ）、体積分率をＶ2 としたとき、ブレード全体の
    見掛けのヤング率ＥA （ｋｇ／ｍ2 ）を １／ＥA ＝Ｖ1 ／Ｅ1 ＋Ｖ2 ／Ｅ2 により定義し、一方、上記ブレードの断面２次モーメン
    トをＩ（ｍ3 ）、単位長さ当たりの重さをＷ（ｋｇ／
    ｍ）とし、Ａ＝５Ｗ／３８４ＥA Ｉとしたとき、 ５×１０-10 ＜Ａ＜７×１０-8 を満たすことを特徴とするブレード。
  3. 【請求項３】エッジを備えたセラミックス製板状体を長
    尺の金属板の側面端部に固定してなるブレードであっ
    て、上記セラミックス製板状体の破壊靱性値をＫc （ｋ
    ｇ／ｍ3/2 ）、ビッカース硬度をＨ（ｋｇ／ｍ2 ）、ヤ
    ング率をＥ1 （ｋｇ／ｍ2 ）とした時、 Ｅ1 ＜３．０×１０10 であり、かつＲ＝（Ｅ1 ／Ｈ）4/5 ／（Ｋc 1/2 ・Ｈ
    5/8 ）としたとき ２．００×１０-8＜Ｒ＜２．６０×１０-8 を満たすことを特徴とするブレード。
  4. 【請求項４】シート状体やロール状体等の表面で、物質
    の塗布や掻き取りのために用いるブレードであって、支
    持体とその先端部に保持したセラミックス製の板状体か
    らなり、上記板状体は、長さ３００ｍｍ以上となるよう
    に押出成形またはシート成形し、焼成して一体的に形成
    したものであることを特徴とするブレード。
  5. 【請求項５】シート状体やロール状体等の表面で、物質
    の塗布や掻き取りのために用いるブレードであって、支
    持体とその先端部に保持したセラミックス製の板状体か
    らなり、該板状体の先端を上記支持体から突出させたこ
    とを特徴とするブレード。
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