KR100597898B1 - 소프트 팁 블레이드 제조 방법 - Google Patents
소프트 팁 블레이드 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
강 또는 다른 형태 안정 재료로 된 밴드 및 상기 밴드의 마모될 길이방향 에지부를 따라 도포되는 내마모성 폴리머 코팅을 포함하는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조 방법은 : a) 상기 밴드와 도포부와 처리 스테이션 사이에 연속적인 상대 이동을 제공하는 단계; b) 상기 스테이션에서 상기 에지부를 따라 급속 경화 폴리머 조성물을 연속으로 도포하는 단계; c) 상기 도포된 조성물이 상기 에지부의 극단에 이르도록 확산시킨 후 탄력적이고 끈적거리지 않는 코팅을 형성하도록 경화시키는 단계; 및 선택적으로 d) 고온에서 상기 코팅을 사후 경화시키는 단계를 포함하며; 이 방법과 다르게 상기 제 1 밴드에 비해 2배의 폭으로 된 블레이드를 사용할 수 있고 상기 스테이션에서 상기 에지부에 비해 2배의 폭으로 된 길이방향 중앙부를 따라 급속 경화 폴리머 조성물을 연속으로 공급하는 단계 및 2개의 팁으로 코팅된 블레이드를 형성하도록 코팅된 중앙부의 중간을 따라 상기 제 2 밴드를 길이방향으로 절단함으로써 코팅 또는 닥터링 블레이드를 제조할 수 있다.
Description
본 발명은 강 또는 다른 형태-안정(form-stable) 재료로 된 밴드 및 마모되어질 길이방향 에지부를 따라 상기 밴드 상에 피복되는 내마모성 코팅을 포함하는 코팅 또는 닥터링(doctoring) 블레이드의 제조 방법에 관한 것이다.
고무 또는 연질 재료로 된 팁을 갖는 코팅 또는 닥터링 블레이드는 현재 폐쇄 금형 내에서의 성형에 의해서만 제조되고 있으며 강 또는 다른 형태-안정 재료로 된 밴드가 상기 금형 내에 배치되어 코팅용 기재를 구성한다. 성분들의 액체 혼합물이 예열된 금형의 하단부에서 대향하는 상단부에 나타나게 될 때까지 주입된다. 상기 액체 재료에 기포가 도입되지 않도록 주의해야 하며 금형에서 누출되지 않아야 한다. 통상 실리콘계의 디몰딩(demoulding)제가 경화된 재료의 들러붙음을 방지하도록 금형 표면에 도포된다. 일단 충전되면, 상기 금형은 경화가 발생되어 블레이드가 디몰드될 수 있을 때까지 80-110℃의 순환식 공기 오븐에 도입된다. 이 기간은 통상 45 내지 180분 정도이다. 디몰딩 후에, 블레이드는 80-110℃에서 12-24 시간동안 사후 경화된다.
이 배치(batch) 과정은 여러 가지 단점을 갖는데, 그중 중요한 결점은 :
- 상기 과정의 저생산성;
- 새로운 블레이드 기하 형상 및 블레이드 길이에 따라 새로운 금형을 필요로 하는 점;
- 금형 제조 비용이 높고, 특히 복잡한 프로파일의 대형 금형에서의 고비용;
- 금형이 커지면, 금형을 예열하고 고무 또는 소프트 재료를 경화시키도록 대형 오븐을 필요로 하고, 금형에 충전하기 위해 더 높은 압력을 필요로 하는 점; 및
- 결점이 발생하지 않게 금형에 충전하기가 어렵고, 더 긴 포트(pot) 수명 및 낮은 점성에 대한 필요성, 금형 중량 증가, 금형을 개방, 폐쇄 및 세정하기 위한 시간 등의 이유 때문에 블레이드의 길이가 제한되는 점을 들 수 있다.
유럽 공개 특허 번호 제 2 0 369 181호는 관련 종래 기술의 예이며, 주로 부식 방지를 위한 목적으로, 얇은 금속 시트의 에지부를 그의 에지부를 포함한 양측 상에 밀봉 재료로써 피복(cover)되게 하고 있다. 이러한 에지부의 양측 코팅에는 대응하는 형상의 노즐을 통한 압출에 의해 그의 최종 프로파일이 제공된다. 그러나, 상기 특허에서는 코팅 또는 닥터링 블레이드에 관련된 것이 아니고, 본 발명에 관련된 방법에 의해 얻어지는 보호용 프로파일에 대해서도 언급되어 있지 않다.
유럽 공개 특허 번호 제 2 0 369 181호는 관련 종래 기술의 예이며, 주로 부식 방지를 위한 목적으로, 얇은 금속 시트의 에지부를 그의 에지부를 포함한 양측 상에 밀봉 재료로써 피복(cover)되게 하고 있다. 이러한 에지부의 양측 코팅에는 대응하는 형상의 노즐을 통한 압출에 의해 그의 최종 프로파일이 제공된다. 그러나, 상기 특허에서는 코팅 또는 닥터링 블레이드에 관련된 것이 아니고, 본 발명에 관련된 방법에 의해 얻어지는 보호용 프로파일에 대해서도 언급되어 있지 않다.
이들 및 다른 이유로, 길이 및 기하 형상에 제한없이 상기 블레이드를 제조하기 위해 간단하고 경제성 있는 연속적인 과정을 발전시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은 내마모성 연질 또는 고무 코팅이 제공된 코팅 또는 닥터링 블레이드의 연속적인 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 블레이드 길이 및 코팅되는 블레이드의 기하 형상에 제한이 없는 상기한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 소비자의 사양에 부응하여 상업적으로 경쟁력있고 융통성있는 연속적인 방법을 제공하는 것이다.
이들 및 다른 목적들은 강 또는 다른 형태-안정 재료로 된 밴드 및 마모될 길이방향 에지부를 따라 상기 밴드 상에 피복되는 내마모성 폴리머 코팅을 포함하는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 연속적인 제조 방법을 제공하는 본 발명의 이하의 설명에 의해 분명해질 것이다. 상기 방법은 이하의 단계들을 포함한다 :
a) 상기 밴드와 도포부와 처리 스테이션 사이에 연속적인 상대 이동을 제공하는 단계;
b) 상기 스테이션에서 상기 에지부를 따라 급속 경화 폴리머 조성물을 연속으로 도포하는 단계;
c) 상기 도포된 조성물이 상기 에지부의 극단에 이르도록 확산시킨 후 탄력적이고 끈적거리지 않는 코팅을 형성하도록 경화시키는 단계; 및 선택적으로
d) 고온에서 상기 코팅을 사후 경화시키는 단계를 포함한다.
상기 연속적인 방법의 다른 실시예에 따르면, 이하의 단계들이 포함된다 :
a) 상기 제 1 밴드에 비해 2배의 폭으로 된 제 2 밴드와 도포부와 처리 스테이션 사이에 연속적인 상대 이동을 제공하는 단계;
b) 상기 스테이션에서 상기 에지부에 비해 2배의 폭으로 된 길이방향 중앙부를 따라 급속 경화 폴리머 조성물을 연속으로 공급하는 단계;
c) 상기 공급된 조성물을 원하는 폭으로 확산시킨 후 탄력적이고 끈적거리지 않는 코팅을 형성하도록 경화시키며, 선택적으로, 고온에서 상기 코팅을 사후 경화시키는 단계; 및
d) 2개의 팁으로 코팅된 블레이드를 형성하도록 코팅된 중앙부의 중간을 따라 상기 제 2 밴드를 길이방향으로 절단하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 방법에서, 상기 코팅의 점착을 향상시키도록 상기 도포 단계 b) 전에 상기 에지 또는 중앙부를 거칠게하는 단계를 도입함이 바람직하다.
또한, 상기 코팅의 점착을 더욱 향상시키도록 상기 단계 b) 전에 프리머를 도포하는 단계를 도입함이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 급속 경화 폴리머 조성물은 약 5-30초의 포트-라이프를 가진다.
바람직한 급속 경화 폴리머 중, 상기 폴리머 조성물은 폴리우레탄, 스티렌-부타디엔 폴리머, 폴리올레핀, 니트릴 고무, 천연 고무, 폴리아크릴레이트, 폴리클로로프렌, 열가소성 탄성중합체, 및 폴리실옥산 중에서 선택될 수 있다. 상기 폴리머로서 폴리우레탄을 사용함이 특히 바람직하다.
적절한 급속 경화 폴리머 조성물은 예비중합체, 폴리올 및 사슬 연장제를 포함하는 3 성분 액체 폴리우레탄 조성물이다. 이 조성물은 촉매 용액과 연속적으로 혼합된 후, 이 혼합물이 코팅될 밴드상에 도포된다.
약 5-40mm의 코팅 폭과 약 1-3mm의 두께로 도포됨이 바람직하다.
코팅 경화 후에 원하는 형상 또는 기하 형태를 얻도록 상기 코팅을 연마하는 것이 바람직하다.
도 1은 연속적으로 이동하는 밴드와 도포될 코팅을 나타낸 개략도,
도 2는 2개의 소프트 팁 블레이드의 동시 제조 과정의 대체예를 나타낸 개략도, 및
도 3은 본 발명에 따른 연속적인 방법을 실행하기 위한 조립체의 개략적인 측면도이다.
이하에 상기 단계들의 바람직한 순서에 대해 설명하지만, 본 발명은 첨부된 청구항들에 정의된 바와 같이 상기 단계들로 제한되지 않는다.
단계 1. 이 단계는 두께 0.1-1.5mm, 폭 50-200mm 및 길이 100m까지의 냉각 롤형 금속 기재의 표면을 준비하는 과정을 포함한다. 연질 재료 퇴적부(에지 또는 센터)를 수용하기 위한 블레이드의 표면 영역은 모래 또는 왕모래-분사에 의해 거칠게되며 임의적으로 그후에 그리스제거 및 세정을 행한다. 거칠어진 표면 영역의 폭은 5 내지 40mm 사이이다(중앙 퇴적시에는 이들의 두배).
단계 2. 이 단계는 점착 또는 프리머(primer) 퇴적에 관한 것이다. 연질 재료 성분과 기부의 기재 사이의 양호한 접착을 위하여 중간 결합 층의 부착이 바람직하다. 다음 방법들 중 어느 하나에 의해 상기 모래 또는 왕모래-분사 표면 영역의 상부에 솔벤트 또는 수상 점착제 또는 프리머 용액을 도포한다 : 스프레이법, 브러시법, 로울러 코팅, 닥터 블레이드 부착, 플로우 코팅 등으로 건조시 두께 5-30mm의 균일하고 매끄러운 코팅을 생성하도록 행해진다. 솔벤트 또는 물의 증발을 보조하여 가속시키도록, 블레이드를 고온 공기 건조 터널로 통과시킨 후에 코팅된 블레이드를 감을 수 있도록 상기 코팅을 점착으로부터 자유로운 상태로 되게 한다.
단계 3. 상기 연질 재료 성분을 5-30초의 짧은 포트-라이프(pot-life) 시간에 초급속 경화 다성분 수지 시스템을 처리할 수 있는 저압(또는 고압) 혼합 및 도포(dosing) 기계를 이용하여 프리머 중간층의 상부에 도포한다. 상기 혼합된 수지 성분은 혼합실로부터 적절한 노즐을 통해 이동하는 금속 기재 상에 직접 주입된다.
5-30초의 포트-라이프 중에, 수지는 기재의 에지에 도달할 때까지 확산되거나 또는 노즐의 위치에 따라 2배 폭의 블레이드의 중앙에 남게된다. 이 매우 짧은 시간 후에, 상기 성분들의 작용에 의해 점도가 상승하여 1배 폭의 블레이드의 에지 코팅에 대신하여 더욱 확산함을 방지하거나 또는 기재 에지에서 떨어짐을 방지한다. 그때까지, 도포된 수지는 탄력적이고 끈적거리지 않을 정도로 경화되는 장소로 감아올려지며 블레이드는 표면 손상을 방지하도록 스페이서를 이용하여 감겨질 수 있다. 도포된 리본의 폭과 두께는 유량 및 기재의 선형적인 속도에 의해 제어되지만, 공식화된 점성 증가 속도에 대응하는 초기 유동학 및 포트-라이프에 의해서도 정해진다. 상기 포트-라이프는 경화 촉매의 종류 및 농도에 의해 제어된다.
통상적으로, 0.25-1.5kg/min의 유량 및 1.5-10m/min의 선형적인 속도로 밴드가 이동할 때, 5-40mm의 폭 및 1-3mm의 두께가 얻어진다.
단계 4. 고무형 조성물의 최적의 기계적 특성을 얻도록, 상기 재료를 더 많이 사후 경화시키기 위한 열처리가 실행된다. 이 열처리는 80-85℃에서 16-24시간 동안 순환식 공기 오븐으로 상기 재료를 도입하여 단계 3의 감겨진 블레이드 상에서 직접 실행될 수 있다.
단계 5. 최종으로, 사후 경화된 고무형 피복물이 원하는 형상 및 기하 형태 로 연마되며, 블레이드는 원하는 치수로 절단된다. 이와다르게 기재 중앙에 피복물이 있는 경우에, 블레이드는 먼저 레이저 빔 또는 임의의 다른 절단 기계에 의해 2개의 절반부로 길이방향으로 절단된다.
도면 중에서 도 1 및 도 2는 2개의 다른 블레이드 제조 공정을 개략적으로 나타내며 도 3에서는 연속적인 공정을 위한 적절한 기계 셋 업 상태를 나타낸다.
도 1에는 화살표 방향 a으로 이동하는 강제 밴드 블레이드(1)가 도시되어 있다. 수지 노즐(3)은 블레이드(1)의 1개 에지에 도달되는 원하는 리본(5)의 폭으로 넓혀지게 수지 조성물을 도포한다.
도 2는 2배 폭의 블레이드(9) 및 도포 노즐(11)로부터 2배 폭의 코팅(13)으로의 도포를 이용하여 2개의 블레이드를 동시에 제조하는 다른 예를 나타낸다. 코팅(13) 경화 후에, 블레이드는 레이저 또는 임의의 적절한 절단 기계에 의해 라인(15)을 따라 2개의 절반부로 길이방향으로 절단된다.
도 3은 본 발명에 따른 연속적인 공정을 실행하기 위한 기계 조립체의 개략적인 측면도이다. 강제 밴드(1)가 저장 릴(19)에서 공급되어 예열 및 건조 목적을 위한 고온 공기 터널(21)을 통해 이동한다. 도포 노즐(25)이 제공된 혼합실(23)은 이동하는 밴드(1)상에 위치하여 도 1에 도시된 바와 같이 밴드(1)의 에지를 따라 코팅 조성물을 도포한다. 코팅된 밴드(1)는 경화를 위한 목적으로 고온 공기 터널을 통해 더 이동하며 탄력있고 끈적거리지 않게 도포된 코팅을 가진 밴드(1)가 그후에 권취 릴(29) 상에 감겨지며 이때 표면 손상을 방지하고 코팅 두께에 대해 보상하도록 스페이서를 이용한다. 그후, 코팅된 블레이드는 원하는 형상 및 기하 형태로 연마되며 소비자의 요구에 부응하도록 요구되는 길이로 절단된다.
특정 실시예의 설명
이하의 예들은 본 발명의 특정 실시예들을 나타낸다. 그러나, 본 발명은 이들 실시예로 제한되지 않는다.
예 I
a) 결합제
두께 0.635mm, 폭 100mm 및 길이 30m의 냉간압연강 릴을 에델코툰드 바이스(Edelkorund weiss)(WSK) F 180 (트레이바커)을 이용하여 1개 에지로부터 3cm 폭의 길이방향 스트립을 형성하는 영역의 일측에서 모래를 분사시킨다. 거칠어진 표면 영역은 강에 대한 주조 폴리우레탄의 점착을 촉진하도록 이용되는 케모실(Chemosil) 597 E (헨켈 제조) 등의 결합제로써 연속적인 방식으로 코팅된다. 상기 결합제 용액은 두께 0.15mm 및 폭 4cm의 구부려진 강제 블레이드에 의해 희석되지 않은 상태로 도포되어 대략 건조 두께 15μm의 균일하고 매끄러운 막으로써 모래가 분사된 전체 영역을 커버한다. 솔벤트 증발 후에, 코팅된 강의 릴을 85℃에서 2시간 동안 순환식 공기 오븐에서 임의로 경화시킨다.
b) PUR 상부 코팅
블레이드를 코팅하도록 이용된 액체 주조 폴리우레탄 조성물이 촉매를 직접 혼합실로 분사할 수 있는 장치를 구비한 저압 혼합 및 도포 기계를 이용하여 결합제로 코팅된 스트립 상부에 도포된다. 상기 혼합실로 직접 고효율 촉매 용액을 분사함에 의해 3 성분 PUR이 초급속 경화 조성물로 정형화된다. 상기 조성물은 MDI(우레플렉스(Ureflex) MDQ 23615(Baule), 폴리에스테르 폴리올 우레플렉스 D20(Baule) 및 사슬 연장제 1,4-부탄디올(Baule)이 100:140:10.4의 비율로 혼합된 16.4% 함량의 이소시안산염을 가진 폴리에스테르 "준(quasi)" 예비중합체)로 이루어진다. 촉매 용액 우레플렉스 SD6(Baule)이 0.25kg/min의 전체 출력 중 2%의 비율로 직접 혼합실로 도입되어, 약 15초의 포트-라이프 및 약 30초의 겔타임을 제공한다. 이 액체 혼합물은 3.3m/min의 선형적인 속도로 이동하는 기재 상의 3cm 폭의 결합제 스트립내의 에지에 1cm로 도포된다. 상기 이동하는 기재는 주입 지점으로부터 4m 감기어, 폴리우레탄이 겔화되어 끈적이지 않게 되기에 충분한 시간을 남기게 되며, 상기 감김 작동 중에 도포된 폴리우레탄 탄성중합체의 표면 손상을 방지하도록 스페이서를 이용한다. 그후, 기재를 감은 릴과 스페이서는 순환식 공기 오븐에서 85℃로 24시간 동안 열처리된다. 냉각 후에, 상기 릴은 풀려지고 변형되지 않은 금속 기재를 제공하게 된다. 완전 경화된 폴리우레탄 탄성중합체 스트립은, 한번의 통과에서, 쇼어 A 경도 70-73(블레이드 상에서 측정됨), 폭 3cm 및 두께 2.5mm를 갖게 된다. 최종으로, 블레이드가 최종 블레이드 기하 형상으로 연속적으로 연마되어 원하는 길이로 절단된다.
예 II
예 I은 폭 200mm의 강제 밴드를 이용하여 반복되며, 코팅될 영역은 중앙에 배치되고 6cm의 폭을 가진다. 이 영역은 실시예 I에서 기술된 바와 같이 처리되어 코팅되며 그후 상기 밴드는 코팅된 영역의 중간을 따라 레이저로 절단되며, 원하는 블레이드 기하 형상으로의 팁 연마가 실행된다.
본 발명에 따른 연속적인 공정에 포함된 공정들의 순서 및 특정 예들에 의해 이상과 같이 본 발명을 설명하였다. 그러나, 당업자들이라면 상기 공정들이 첨부된 특허청구의 범위에 따른 본 발명의 개념을 벗어나지 않고 다른 방식들로 개조될 수 있음을 분명하게 알 수 있을 것이다. 이러한 모든 변경들은 상기 특허청구의 범위에 포함되는 것들이다.
Claims (12)
- 강 또는 다른 형태-안정 재료로 된 밴드(1) 및 상기 밴드의 마모될 길이방향 에지부를 따라 도포되는 내마모성 폴리머로 코팅되는 에지부(5)를 포함하는 코팅 또는 닥터링 블레이드를 제조하도록 :a) 상기 밴드(1)와 도포부와 처리 스테이션(21,23,27) 사이에 연속적인 상대 이동을 제공하는 단계; 및b) 상기 스테이션에서 상기 에지부(5)를 따라 급속 경화 폴리머 조성물을 연속으로 도포하는 단계를 포함하는 코팅 또는 닥터링 블레이드 제조 방법에 있어서, c) 상기 도포된 조성물이 상기 에지부의 극단에 이르도록 확산시킨 후 탄력적이고 끈적거리지 않는 코팅을 형성하도록 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 또는 닥터링 블레이드 제조 방법.
- 강 또는 다른 형태-안정 재료로 된 제 1 밴드(1) 및 상기 밴드의 마모될 길이방향 에지부를 따라 도포되는 내마모성 폴리머로 코팅되는 에지부(5)를 포함하는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조 방법에 있어서 :a) 상기 제 1 밴드에 비해 2배의 폭으로 된 제 2 밴드(9)와 도포부와 처리 스테이션(21,23,27) 사이에 연속적인 상대 이동을 제공하는 단계;b) 상기 스테이션에서 상기 에지부(5)에 비해 2배의 폭으로 된 길이방향 중앙부(13)를 따라 급속 경화 폴리머 조성물을 연속으로 공급하는 단계;c) 상기 공급된 조성물을 원하는 폭으로 확산시킨 후 탄력적이고 끈적거리지 않는 코팅을 형성하도록 경화시키는 단계; 및d) 2개의 팁으로 코팅된 블레이드를 형성하도록 코팅된 중앙부의 중간을 따라 상기 제 2 밴드를 길이방향으로 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 또는 닥터링 블레이드 제조 방법.
- 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 상기 코팅의 점착을 향상시키도록 상기 도포 단계 b) 전에 상기 에지부(5) 또는 중앙부(13)를 거칠게하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 상기 코팅의 점착을 더욱 향상시키도록 상기 단계 b) 전에 프리머를 도포하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 상기 급속 경화 폴리머 조성물이 5-30 초의 포트-라이프를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 상기 폴리머 조성물은 폴리우레탄, 스티렌-부타디엔 폴리머, 폴리올레핀, 니트릴 고무, 천연 고무, 폴리아크릴레이트, 폴리클로로프렌, 열가소성 탄성중합체, 및 폴리실옥산 중에서 선택된 폴리머를 기초로 함을 특징으로 하는 방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 폴리머는 폴리우레탄임을 특징으로 하는 방법.
- 제 7 항에 있어서, 예비중합체, 폴리올 및 사슬 연장제를 포함하는 3 성분 액체 폴리우레탄 조성물은 촉매 용액과 연속적으로 혼합된 후 이 혼합물이 상기 밴드상에 도포됨을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 상기 폴리머는 5-40mm의 폭과 1-3mm의 두께로 도포됨을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 경화 후에 상기 폴리머 코팅은 원하는 형상을 얻도록 연마됨을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서, d) 고온에서 상기 코팅을 사후 경화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 2항에 있어서, d) 단계 이전에, 고온에서 상기 코팅을 사후 경화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
Applications Claiming Priority (2)
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| SE9900564A SE513660C2 (sv) | 1999-02-18 | 1999-02-18 | Förfarande för framställning av blad försedda med mjuk kantbeläggning |
| SE9900564-7 | 1999-02-18 |
Publications (2)
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| KR20010102223A KR20010102223A (ko) | 2001-11-15 |
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| KR1020017010463A KR100597898B1 (ko) | 1999-02-18 | 2000-02-08 | 소프트 팁 블레이드 제조 방법 |
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