KR101239146B1

KR101239146B1 - 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법

Info

Publication number: KR101239146B1
Application number: KR1020077015283A
Authority: KR
Inventors: 군터 벨만; 질바노 프레티
Original assignee: 비티지 에클레펜 엣스.에이.
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2013-03-06
Also published as: US8048481B2; EP1841543A1; ES2662608T3; CN101111319A; CN101111319B; JP2008525186A; BRPI0519564A2; CA2592506A1; WO2006069688A1; US20080050563A1; JP5231021B2; BRPI0519564B1; SE0403178D0; CA2592506C; EP1841543B1; KR20070091639A

Abstract

블레이드 선단에 있는 탄성중합체 내마모성 물질이 연속 공정으로 제공되는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법이 기재되어 있다. 제조하는 동안, 도포된 탄성중합체 물질의 두께는 도포된 조성물을 충분히 경화시키기 전에 블레이드(도포된 중합체 조성물 함유)를 코일에 권취하여 측정하였다. 코일의 연속적인 회전은 도포된 조성물의 초기 두께보다 작은 거리로 분리되어 있어서 상기 부분적으로 경화된 조성물은 코일의 인접 회전에 의해 변형되어 완전히 경화되기 전에 소망하는 두께 및/또는 형상으로 된다.

블레이드, 코팅, 닥터링, 탄성중합체, 권취, 코일, 경화

Description

코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법{Method of manufacturing a coating or doctoring blade}

본 발명은 연질의 탄성중합체 선단(tip)을 구비한 코팅 또는 닥터링 블레이드(doctoring blade)의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 본 발명의 방법에 의해 제조될 수 있는 블레이드에 관한 것이다.

EP 1 156 889 B1호는 작업 선단에 내마모성의 연질 또는 고무 탄성중합체 물질을 구비하고 있는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 연속 제조 방법을 개시한다. 블레이드 선단에 있는 연질 또는 고무 물질은 초고속 경화성 탄성중합체 조성물을 사용하여 연속 공정으로 제공된다. 선단 물질을 제공하기 위한 밀폐 주형의 사용과 관련된 이전의 문제는 EP 1 156 889호에 기재된 방법에 의해 편리하게 피할 수 있었다. 요컨대, 상기 방법은 밴드 형태의 블레이드 기판(substrate)에 대하여 상대적인 이동으로 주어진 처리 스테이션(treatment station)에 의한 신속 경화성 중합체 조성물의 도포를 포함하였다. 도포된 조성물은 블레이드 기판의 최극단부에 도달하도록 확산(spread out)되며, 이때 상기 조성물은 경화되어 탄성 및 무점착성(tack-free) 코팅을 형성한다.

상기 방법에 의해 얻은 도포된 조성물의 기하학적 프로파일(profile)은 도포 된 조성물의 유동 특성과 반응성, 예컨대 유동 특징, 점도 향상율 등에 의해 판단되며, 따라서 도포된 조성물의 폭만을 제어하게 된다. 조정될 수 있는 변수는 중합체 조성물의 특성, 캐스팅 양, 및 처리 스테이션과 블레이드 기판 사이의 상대적 속도이다.

다른 종래 기술과 비교하여 일부 중요한 이점을 제공하긴 하지만, 상기 '889호 특허의 방법은 일정하고 잘 제어된 두께를 갖는 제어되는 프로파일을 얻기 위하여 절삭, 가공(machining), 연마 등과 같은 다수의 후-공정을 여전히 필요로 한다.

발명의 요약

도 1은 종래 기술에 따른 제조방법 자체로부터 얻은 탄성중합체 조성물(12)로 선단이 형성된 블레이드(10)를 개략적으로 도시한다. 상기 설명한 바와 같이, 탄성중합체 조성물을 소망하는 형태 및 두께로 형성하기 위해서는 연마 및 후-공정을 필요로 한다.

본 발명은 블레이드(20)의 내마모성 조성물(22)이, 캐스팅 과정 동안, 소망하는 두께로 형성되는 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 방법에 의해 얻은 블레이드(20)의 프로파일은 도 2에 개략적으로 도시되어 있다.

탄성중합체 물질로 구성된 선단 물질(22)을 갖는 코팅 또는 닥터링 블레이드를 실제 사용할 때, 내마모성 물질(22)의 프로파일은 코팅 또는 닥터링 과정에 대해 몇 가지 밀접한 관계를 갖는다. 이것은 도 3a 및 도 3b에 도시되어 있다. 도 3a에 도시한 바와 같이, 블레이드(20)의 사면 선단(beveled tip)(24)은 사용하는 동안 코팅 칼러(coating color)(26) 및 베이스 물질(28)(도 3에서 화살표 W 방향으로 이동하는 종이 웹과 같은)과 접촉하게 된다. 이러한 작업 사면(24)은 탄성중합체 선단을 갖는 블레이드에 의해 얻은 코팅된 종이(29)의 높은 내마모성 및 아주 특징적 섬유 커버를 제공한다. 코팅하는 동안, 탄성중합체 물질(22)의 상면(30)은 코팅 칼러(26)에 의해 연속적으로 부딪치고, 종이 웹(28)의 속도로 이동한다. 이렇게하여, 블레이드(20)에 의해 측량된 과량의 코팅 칼러는 도 3에 화살표 R로 도시된 바와 같이 코팅 칼러 회로(도시되지 않음)를 향하여 다시 되돌아가서, 코팅된 종이(29)에 대하여 소망하는 코팅 두께를 부여한다. 탄성중합체 물질(22)의 상면(30)과 접촉하는 코팅 칼러는 속도 및 유동 방향에서 큰 변화를 겪는다. 많은 경우, 특히 고 고형분 함량의 코팅 칼러를 사용할 때, 고형분 코팅 칼러 안료(32)의 축적이 유발되어 상면(30)에 점착되어 잔존한다. 블레이드의 상면(30) 상에서 이러한 축적(32)은 코팅 칼러(26)의 유동을 변경시키거나 심지어 코팅 칼러의 유동을 방해하기도 한다. 더구나, 코팅 칼러의 건조 편(dried pieces)은 표면으로부터 떨어져서 사면의 선단 면(24) 아래에 붙잡히게되거나 또는 블레이드 아래를 통과한다. 이런 유형의 상황은 전형적으로 코팅된 종이 웹(29) 상에 "줄무늬(streak)"로 불리는 선형 결함을 생성한다. 따라서, 표면(30) 상의 탄성중합체 물질(22)의 표면 특성, 예컨대 마찰 계수 및/또는 표면 장력(비점착 특성)은 블레이드의 실제 수명 및 제조한 종이 제품의 코팅 품질에 중요한 인자이다.

도 3b는 플렉소그래피(flexographic) 또는 로토그라비아(rotogravure) 인쇄 방법에서 닥터링 블레이드를 개략적으로 도시한다. 아닐록스(anilox) 또는 크롬-도금된 그라비아 롤 상의 개방 셀(open cell)(23)은 잉크(25)로 채워진다. 탄성중합체 선단 물질(22)을 구비한 닥터 블레이드는 롤 표면(31)으로부터 과량의 잉크를 제거하여 닥터링 공정 후 잉크로 채워진 셀(23)만을 남긴다. 이러한 블레이드 선단 물질은 도 3a에 도시된 것과 유사한 사면(24)일 수 있거나 또는 도 3b의 (27)에 도시한 바와 같이 사면을 갖지 않을 수 있다. 어떤 경우에서든, 탄성중합체 선단 물질(22)의 경도를 제어하여서 1개 블레이드에서 다른 블레이드로의 연속적인 닥터링 효과를 확실하게 할 필요가 있다.

EP 1 156 889호에 개시된 방법은 블레이드의 부피가 고속으로 캐스트(cast) 될 수 있는 점에서 효과적이지만, 아주 만능인 것은 아니다. 형상, 기하 및 표면 특징에 관련된 블레이드 선단 물질의 모든 특성은 후-공정 단계에 의해 전형적으로 제공된다. 그러나, 이러한 후-공정은 시간 소모적이고 비용이 많이 든다. 따라서, 종래 기술에서는 후-공정의 필요성이 최소화되거나 감소된 제조 방법이 요청되어 왔다.

따라서, 본 발명의 목적은 후-공정의 필요성이 감소된 상술한 유형의 탄성중합체 선단을 가진 블레이드를 제조하기 위한 다목적 방법을 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적은 특허청구범위에 기재한 방법에 의해 충족된다.

본 발명의 다른 목적은 마모 처리되는 단부 영역에서 내마모성 중합체 선단 물질을 갖고, 상기 내마모성 중합체의 상면(top surface) 및 작업 사면(working bevel)이 상이한 표면 특성을 갖는 코팅 또는 닥터링 블레이드를 제공하는 것이다.

특히, 내마모성의 연질 또는 고무 탄성중합체 물질이 제공된 작업 선단을 갖고, 사면 선단 표면이 탄성중합체 물질을 노출하고 있고 또 사용중인 유동 코팅 칼러와 면하는 상면은 비-점착성 표면층을 구비하고 있는 코팅 블레이드가 제공된다. 상술한 유형의 코팅 블레이드를 사용할 때 얻어지는 이로운 효과는 블레이드의 상면에 고체 코팅 칼러 안료 또는 그 유사물의 축적이 감소되어서, 블레이드의 사용 수명을 연장시키고 또 생산된 코팅된 제품의 코팅 품질을 향상시킨다.

일반적으로, 선단에서 탄성중합체성의 초신속 경화성 중합체 조성물을 사용한 내마모성의 연질 또는 고무 물질로 피복된 측량 또는 닥터링 블레이드의 제조방법이 제공된다. 상기 신속 경화성 조성물을 액체 형태로 블레이드 기판에 도포하고 어느 정도 퍼지도록 한다. 중합체 조성물이 완전히 경화되기 전에, (도포된 중합체 조성물을 갖는) 블레이드 기판을 코일로 권취하여 개방 주형으로 작용하는 코일의 각 연속 회전(turns)이 캐스트(cast) 및 인접 회전부의 아직 충분히 경화되지 않은 중합체를 소망하는 형태 및/또는 두께로 변형시킨다. 이렇게 하여, 블레이드 선단 물질을 연마하여 소망하는 보통 형태로 만드는 후-공정이 실시되는데, 이는 상기 물질이 코일링(coiling)에 의해 소망하는 두께 "인-라인(in-line)"을 갖기 때문이다.

바람직하게는, 블레이드 기판을 코일로 권취하는 동시에 연속 회전 사이에 스페이서(spacer)를 도입하여서 잘 규정된 등거리 스페이싱(spacing)을 얻는다. 이러한 스페이싱은 블레이드 위에 제공된 탄성중합체 물질의 최종 높이(두께)를 결정한다.

블레이드 기판을 코일로 권취하는 것은 전형적으로 코일 릴(coil reel) 상에서 일정 토르크(torque)를 유지하면서 실시하므로, 코일의 각 회전에서 유사한 변형 하중을 생성한다. 이러한 변형 하중은 캐스트 탄성중합체 물질의 특징을 고정하기 위해 중합체 조성물을 더 경화시킬 때까지 유지될 수 있다. 이러한 최종 경화는 선택적 후-경화 단계에 의해 실시될 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 후-공정의 필요성을 감소시키는 이외에 일부 중요한 이점을 갖는다. 요컨대, 상기 블레이드는 특정 필요성을 충족시키기 위해 상이한 표면상에서 소정의 상이한 특성을 가질 수 있다.

EP 1 156 889호에 개시된 바와 같이 탄성중합체 물질에 의해 선단이 형성된 블레이드는 때때로 측량 블레이드로도 알려져 있다. 이동하는 웹(페이퍼 웹 상의 코팅 칼러와 같은) 상에 남겨진 액체량은 액체의 유형, 블레이드 프로파일, 블레이드 홀더 세팅(웹에 대한 압력) 및 모든 유체역학적 조건, 특히 블레이드와 이동하는 웹 간의 상대적 속도에 의해 결정된다. 일부 적용에서, 닥터링 또는 측량 장치가 특정 부피의 코팅 액체를 웹으로 전달하는 일정한 패턴을 구비한 소위 부피 측량으로 이용될 수 있다. 예컨대, 상기 목적을 위해서 홈이 있는(grooved) 측량 봉(rod)을 적용할 수 있다(예컨대 EP 1 027 470호 참조). 이러한 측량 봉은 봉 베드(rod bed), 상기 봉을 회전시키기 위한 모터 드라이브 및 상기 봉과 봉 베드 사이에 있는 수 윤활/냉각 계를 포함하는 지지체 내에 탑재된다. 탄성중합체 물질에 의해 선단이 형성되고, 부피 측량을 위한 표면 패턴을 갖는 블레이드를 제조할 가능성은 부피 측량을 위한 약간 복잡한 상기 계 대신 간단한 블레이드 홀더 및 부피측정 자체인 측량 블레이드로 교체하는 것을 허용한다.

또한, 본 발명에 따른 방법은 특정 특성을 탄성중합체 물질의 표면에 제공하는 것을 허용한다. 예컨대, 상기 상면에는 부피 측량 목적을 위한 표면 구조를 제공하거나, 또는 다양한 화학적 또는 물리적 표면 특징을 제공할 수 있다. 제조 후, 정면의 사면(front bevel)이 형성되면(예컨대 연마에 의해), 벌크 탄성중합체 물질의 고유한 특성이 상기 표면에 노출된다. 그러나, 상면에 도포된 다양한 특성은 잔존한다. 도면의 도 3a를 다시 참조하면, 이것은 상면 및 정면의 사면의 표면 특성의 아주 이로운 "디커플링(decoupling)"을 제공한다.

제조하는 동안, 특정 특성은 블레이드를 코일로 권취하는 동안 블레이드의 연속 회전 사이에 도입된 테이프 등에 의해 탄성중합체 코팅의 상면에 편리하게 인가된다.

따라서, 본 발명은 i) 잘 규정된 탄성중합체 두께; ii) 정면의 작업 사면과 상면 사이의 디커플링된 표면 특성; 및/또는 iii) 부피 측량을 위해 상면 상의 표면 패턴을 갖는 블레이드를 제조하기 위한 옵션을 갖는 블레이드의 제조방법에 의해 종래 기술에 비하여 흥미있는 개선점을 제공한다. 또한 당업자들은 본 발명을 이용하는 다른 이점도 발견할 것이라 믿는다.

바람직한 실시예의 상세한 설명

도 1에는 종방향 단부 영역에서 내마모성 중합체 조성물(12)로 피복된 블레이드(10)의 개략적 측면도가 도시된다. 이 도면은 EP 1 156 889호에 기재된 종래 방법에 의해 얻은 바와 같이 중합체 조성물의 프로파일을 도시한다. 내마모성 선단 물질을 도포한 후, 상기 블레이드는 전형적으로 상기 코팅이 소망하는 형태와 두께로 형성되도록 연마 가공처리된다. 연마 가공 후, 블레이드의 프로파일은 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같은 보인다.

본 발명은 도 2에 도시된 바와 같은 프로파일을 캐스팅 공정으로부터 직접 얻어서 블레이드(20)의 후-처리를 용이하게 실시하는 코팅 또는 닥터링 블레이드(20)의 제조방법을 제공한다.

도 4는 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 셋업의 일례를 개략적으로 도시한다. 블레이드 기판(40), 바람직하게는 강철 밴드는 저장 릴(도시되지 않음)로부터 공급되며 초신속 경화성, 다성분 중합체 조성물을 취급할 수 있는 혼합, 투여 및 분배기(42)를 통과한다. 상기 혼합된 수지 성분은, 도 4의 (44)에 도시한 바와 같이, 분배기(42)로부터 직접적으로 블레이드 기판(40)에 붓는다. 제조 방법 동안, 상기 블레이드는 연속적으로 수집 릴(46) 상에 권취된다. 분배기(42)와 수집 릴(46) 사이의 거리 및 블레이드 기판의 속도는, 기판에 도포된 중합체 조성물이 점착성을 갖지 않지만 릴(46)에 권취되면 충분히 경화되도록, 선택한다. 권취 전에, 작용 테이프(48) 등은 중합체 코팅에 다양한 표면 특징을 제공하기 위하여 블레이드 기판에 도포될 수 있다(이것은 이후에 자세하게 기재할 것이다). 릴(46)에 권취하는 동안, 스페이서(50)는 인접 회전을 등거리 코일로 만들기 위하여 코일의 각 회전 사이에 도입될 수 있다. 코일의 히전 사이의 분리(즉, 스페이서의 두께)는 도포된 중합체 조성물의 처음 두께보다 작고, 이러한 도포된 조성물은, 코일의 회전 사이의 분리(스페이서(50)의 두께)에 의해 측정되는 바와 같이 권취하는 동안 소망하는 두께로 변형된다. 스페이서(50)는 상응하는 저장 릴(52)로부터 연속적으로 공급될 수 있다.

탄성중합체 선단 물질의 두께를 제어하기 위한 스페이서(50)를 사용하는 것이 바람직하지만, 수집 릴(46)에 인가된 토르크를 이용할 수도 있다. 이렇게 하여, 상기 변형 하중은 분리 스페이서(50)를 사용함 없이 제어될 수 있다.

도 5는 릴(46) 상에 권취됨에 따른 블레이드의 측면도를 도시한다. 블레이드 기판(40)의 연속적 회전은 도포된 중합체(22')의 초기 두께가 스페이서(50)에서와 동일한 두께로 변형되도록 스페이서(50)에 의해 분리되는 것으로 되시되어 있다. 테이프(48)가 도입되면, 이러한 테이프는 중합체 퇴적물의 상부에서 각 회전 사이에 위치할 것이다.

본 발명에 따른 방법에 관련된 전형적인 단계는 바람직한 실시예를 참조하여 기재할 것이다. 그러나, 이하에 기재된 단계의 일부는 선택적이다.

단계 1

제조 방법은 예컨대 냉간압연(cold-rolled) 금속과 같은 베이스 기판(base substrate)으로부터 시작한다. 이 베이스 기판은 두께가 0.1 내지 1.5 mm이고, 폭이 50 내지 200 mm이며, 길이가 100 m 이상인 밴드 또는 스트립 형태를 갖는다. 고무 퇴적물이 도포되는 기판의 표면 영역은 바람직하게는 모래 또는 그릿 블라스팅(grit blasting)에 의해 조면화된다. 이어 상기 기판을 탈지(degreased) 및 세정처리할 수 있다. 조면화 영역은 보통 기판의 종방향 영역이며 블레이드의 사용목적에 따라 약 5 mm 내지 약 20 mm의 폭을 갖는다. 이 단계는 선택적이지만, 바람직한 단계이다.

단계 2

기판을 적절한 영역에서 조면화한 후, 프라이머(primer) 또는 접착면(adherend)을 도포할 수 있다. 탄성중합체 조성물과 베이스 기판 사이의 양호한 접착을 달성하기 위하여, 중간 결합층을 도포하는 것이 때때로 적절하다. 프라이머 또는 접착면은 바람직하게는 무-용매, 용매 계 또는 수성의 접착면 용액이다. 접착면 용액은 분무, 솔질, 롤러 코팅, 닥터링, 유동 코팅 등에 의해 조면화 영역 상에 도포되어 균일하고 매끈한 5 내지 30 ㎛ 건조 두께의 코팅을 생성한다. 용매(존재하는 경우) 또는 물의 증발을 보조 또는 촉진하기 위하여, 블레이드는 전형적으로 핫 에어 터널(hot air tunnel)을 통과할 수 있고, 이렇게 하여 상기 코팅은 무-점착성으로 되며 블레이드 기판은 코일에 권취될 준비를 하게 된다. 이 단계는 선택적이지만, 바람직한 단계이다.

단계 3

접착면 중간층의 상면에 고무 조성물을 도포하는 것은 5 내지 30초의 짧은 가사용 시간(pot life)을 갖는 다성분 수지 계를 초신속 경화시킬 수 있는 저압 또는 고압의 혼합, 투여 및 분배기를 사용하여 달성할 수 있다. 혼합된 수지 성분을 혼합실로부터 블레이드 기판에 직접 붓고, 상기 블레이드 기판과 분배기(분배 헤드) 사이의 상대적 이동을 제공한다. 조성물의 가사용 시간(pot life) (5-30초) 동안, 상기 수지는 바람직하게는 기판의 모서리에 도달할 때 까지 확산될 수 있다. 이어, 상기 5 내지 30초의 짧은 시간 후, 성분의 반응(초기 경화)으로 인하여 조성물의 점도가 증가하므로, 기판 단부의 확산 또는 적하를 방지한다. 도포된 수지가 권취 롤에 도달할 즈음, 외부 하중을 인가함으로써 실질적으로 무-점착성이지만 여전히 변형되기 쉬운 정도로 고화(경화)되었다. 따라서, 코팅된 블레이드는 전형적으로 중합체 조성물의 겔 시간 내에 코일에 권취된다.

단계 4

다음 단계는 도포된 조성물에 대한 프로파일 제어 및 표면 특성을 해결하는 것으로, 코팅된 기판을 코일에 권취하는 동안 실시할 수 있다. 탄성 코팅의 프로파일은 바람직하게는 기판을 스페이서와 함께 코일에 권취하는 것에 의해 측정된다. 상기 스페이서는 기판 상의 부분적으로 경화된 탄성중합체 퇴적물 캐스트의 초기 두께보다 작은 두께를 갖는다. 실제로, 캐스트 물질은 코일 상의 앞의 회전 또는 다음 (배향에 따라서) 회전과 접촉할 것이므로, 캐스트 물질을 회전 사이의 간격에 의해 결정되는 정도로 변형시키면서(예컨대 스페이서의 두께에 의해 측정되는 바와 같이) 그와 동시에 인접 코일의 뒷면을 복제(replicate)한다(네가티브). 이것은 도 4에 개략적으로 도시되어 있다. 코일에 블레이드 스트립을 권취하는 것은 전형적으로 일정한 토르크에서 실시되므로, 코일의 개별 회전시에 유사한 변형 하중을 생성한다. 코일의 연속적인 회전은, 도포된 조성물에 대하여 일정한 두께가 얻어지도록 전형적으로 반경적으로 등거리이다. 하중은, 탄성중합체 퇴적물이 예컨대 이하에 기재한 바와 같은 후-경화 단계로 더 경화될 때까지 유지된다. 탄성중합체 퇴적물의 상면에 대한 다양한 표면 특징의 제공은 권취하는 동안 실시된다. 이를 위하여, 부분적으로 경화된 탄성중합체 물질과 화학적으로 상호작용할 수 있는 접착제에 의해 한 면에서 선택적으로 피복된 적절한 테이프 등은 별도의 장치에서 풀려서 코일의 마지막 회전에 의해 형성된 닙 및 코일에 권취된 스트립으로 도입된다. 이 테이프는 상기 테이프 및 탄성중합체 물질이 함께 압착되어 소망하는 복합체 구조(탄성중합체 물질에 대하여 테이프의 접착면을 갖는 구조)를 형성하도록 캐스트 탄성중합체 물질의 상면에 도포된다. 동시에, 탄성중합체의 프로파일은 상술한 메카니즘에 의해 제어된다. 유사한 방식으로, 탄성중합체의 구조화된 표면은 구조화된 테이프를 사용하여 얻어질 수 있으며, 이때 테이프 구조는 탄성중합체 물질 상으로 네가티브식으로 복제(replicated)되거나(전형적으로 접착제 없는 테이프 사용) 또는 복합체 구조를 포함하는 테이프 자체를 형성(탄성중합체 물질에 대한 테이프의 접착면을 갖는)한다. 상기 테이프 또는 스페이서는, 제거후 도 3a에 도시된 바와 같은 정면 사면(24)과 같은 탄성중합체 물질의 네트 형상 프로파일을 달성할 수 있도록 프로파일링 될 수 있다.

단계 5

다음 선택적 단계로서, 캐스트 탄성중합체 퇴적물은 후-경화 단계에서 열처리될 수 있다. 이것은 코일(릴)을 승온의 순환공기 오븐에 도입함으로써 블레이드 스트립을 코일로 권취하면서 전형적으로 실시된다. 예컨대, 권취된 스트립은 약 80°내지 85°의 온도에서 16 내지 24시간 동안 유지될 수 있다. 이 후-경화 처리 후, 탄성중합체 물질의 프로파일 및 작용층은 정확하게 고정되고 스페이서는 제거될 수 있으며 또 블레이드는 코일로부터 풀릴 수 있다.

단계 6

마지막으로, 탄성중합체 블레이드 물질은 소망하는 형상 및 기하로 전형적으로 연마되며, 또 상기 블레이드는 적합한 크기로 절단된다. 예컨대, 상기 단계 4에서 이미 얻은 것이 아니라면, 예컨대 프로파일링된 테이프 또는 스페이서 등을 사용함으로써 이 단계 동안 정면의 작업 사면을 얻을 수 있다.

상술한 다양한 방법 단계가 기재되었고, 일부 실질적 실시예를 이하에 나타낸다.

이하에서, 본 발명은 일부 예시적 실시예를 참조하여 보다 상세하게 기재한다. 이하의 설명은 도면에 대한 것이다.

도 1은 상기에서 기재한 종래 기술의 방법으로 얻은 것과 같은 작업 선단에서 탄성중합체 내마모성 물질을 갖는 블레이드의 프로파일을 개략적으로 도시한다.

도 2는 본 발명의 방법에 의해 얻은 것으로, 작업 선단에서 탄성중합체 내마모성 물질을 갖는 블레이드의 프로파일을 개략적으로 도시한다.

도 3a는 코팅 블레이드로서 사용되는 블레이드를 나타내는 도면이다.

도 3b는 닥터링 블레이드로서 사용되는 블레이드를 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 셋업(setup)의 일례의 개략도이다.

도 5는 본 발명에 따른 코일형 블레이드의 개략적 측면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 방법의 플로우 다이아그램이다.

실시예 1

본 실시예는 블레이드 선단에 도포된 탄성중합체 물질을 갖는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조를 나타낸다. 탄성중합체 물질 블레이드 선단은 제어되는 프로파일을 가지며 연속적인 방식으로 제공된다.

단계 1 및 2

두께 0.457 mm, 폭 100 mm 및 길이 100 m의 냉간압연된 강철 릴(reel)을 한 면 한 영역에 샌드 블라스트시켜 한쪽 단부로부터 13 mm 폭의 종방향 스트립을 형성한다. 상기 블라스팅은 에델코룬드 바이스(Edelkorund Weiss)(WSK) F 180 (트라이바커 제조)를 이용하여 실시하였다. 캐스트 폴리우레탄을 강철에 잘 접착시키기 위해 사용되는 Cilbond 49 SF (CIL 제조)과 같은 결합제를 상기 조면화된 표면에 연속적으로 코팅하였다. 상기 결합제 용액은 전체 샌드 블라스트 면적을 약 15 ㎛ 건조 두께의 보통의 매끈한 필름으로 피복하기 위하여 희석없이 0.15 mm 두께 및 4 cm 폭 벤트 강철 블레이드에 의해 도포하였다. 용매를 증발시킨 후, 코팅된 강철 릴을 순환 공기 오븐중 100℃에서 2시간 동안 경화시켰다.

단계 3-6

블레이드 상에 캐스팅하기 위해 사용된 액체 탄성중합체 조성물은 저압 혼합, 투여 및 분배기를 이용하여 결합제의 상부에 도포하였다. 상기 조성물은 MDI/폴리에테르 예비중합체 Adiprene RFA 1001 (크롬프톤) 및 사슬연장제 Adiprene RFB 1070 (크롬프톤)으로 구성된다. 가사용 시간은 25 내지 30초이다. 기판 상의 13 mm 폭 결합제 스트립 내의 0.5 cm의 단부에서 0.30 kg/분의 양으로 액체 혼합물을 도포하고 선속 10 m/분으로 이동시켰다. 이동하는 기판을 부은 지점으로부터 4 미터 떨어진 곳에서 권취하여 상기 조성물이 충분히 겔화되어 무-점착성으로 되게 한다. 캐스트 탄성중합체 조성물의 프로파일을 제어하기 위해 사용된 스페이서는 1.9 mm 두께, 70 mm의 폭 및 전체 길이 120 미터이다. 권취된 기판 및 스페이서의 릴 또는 코일은 순환 공기 오븐중, 85℃에서 24시간 동안 열처리시켰다. 냉각시킨 후, 릴을 풀며 새로이 경화된 탄성중합체 스트립은 쇼어 A에 따른 경도가 70, 폭이 12 mm 이며 두께 1.9 mm(스페이서 두께와 동일)의 평탄하고 잘 제어되는 프로파일을 갖는다. 마지막으로, 상기 블레이드는 최종 블레이드 기하를 갖도록 연속적으로 연마된 다음 소망하는 길이로 절단된다.

실시예 2

본 실시예는 제어되는 프로파일을 가지며 기능적 표면 특성을 갖는 탄성중합체 물질 선단을 갖는 블레이드의 제조를 나타낸다.

단계 1 및 2

첫 단계는 상기 실시예 1에 기재된 바와 같은 방식으로 실시하였다.

단계 3-6

블레이드 상에 캐스팅하기 위해 사용된 액체 캐스트 탄성중합체 조성물은 저압 혼합, 투여 및 분배기를 이용하여 결합제의 상부에 도포하였다. 상기 조성물은 MDI/폴리에테르 예비중합체 Adiprene RFA 1001 (크롬프톤) 및 사슬연장제 Adiprene RFB 1070 (크롬프톤)으로 구성된다. 가사용 시간은 25 내지 30초이다. 기판 상의 13 mm 폭 결합제 스트립 내의 0.5 cm의 단부에서 0.30 kg/분의 양으로 액체 혼합물을 도포하고 선속 10 m/분으로 이동시켰다. 이동하는 기판을, 부은 지점으로부터 4 미터 떨어진 곳에서, 권취하여 상기 조성물이 충분히 겔화되어 무-점착성으로 되게 한다. 캐스트 탄성중합체 조성물의 프로파일을 제어하기 위해 사용된 스페이서는 1.9 mm 두께, 70 mm의 폭 및 전체 길이 120 미터이다. 동시에, 폭이 12.7 mm이고 두께가 0.09 mm (3M 5490)인 PTFE (폴리(테트라플루오로에틸렌)) 접착제 테이프를, 테이프 및 캐스트 탄성중합체 물질이 서로 압착되어(캐스트 탄성중합체에 대한 테이프의 접착면을 갖는) 소망하는 복합체 구조를 형성하고, 동시에 프로파일을 제어하도록, 캐스트 탄성중합체 물질의 상부에서 코일의 마지막 회전에 의해 형성된 닙 및 권취된 기판에 도입하였다. 권취 기판 스트립, 스페이서 및 테이프의 코일을 순환 공기 오븐중, 85℃에서 24시간 동안 열처리시켰다. 냉각시킨 후, 릴을 풀며 새로이 경화된 탄성중합체 스트립은 PTFE 작용면을 갖고 폭이 12.7 mm 이며 두께 1.9 mm(스페이서 두께와 동일)의 평탄하고 잘 제어되는 프로파일을 갖는다. 마지막으로, 상기 블레이드는 최종 블레이드 기하를 갖도록 연속적으로 연마된 다음 소망하는 길이로 절단된다.

상기 실시예 2에서와 같이 PTFE 테이프의 사용은 블레이드의 상면에 달라붙는 코팅 칼러 안료와 관련된 문제가 감소되거나 제거되는 이점을 갖는다. 블레이드가 그의 마지막 기하로 연마되고 또 작업 전면 사면이 제공되면, PTFE는 여전히 탄성중합체 코팅의 상면에 잔존한다. 실제로, 이것은 비점착성 표면을 제공하여 블레이드를 사용하는 동안 종래 기술에서 흔히 생겼던 상술한 나쁜 효과를 감소시킨다.

다른 실제적 예로서, 상기 실시예 2의 PTFE 테이프는 두께 0.11 mm (3M 5425)의 초고분자량 폴리에틸렌(UHMW PE)으로 교체된다. 일부 경우, UHMW PE의 테이프는 폴리에틸렌 테이프가 일반적으로 저렴하기 때문에 PTFE 테이프에 배하여 바람직하다.

다른 실제적 예로서, 상기 실시예 2의 PTFE 테이프는 구조화된 테이프(접착제를 갖지 않는 테이프)로 교체되며, 따라서 탄성중합체 물질 상으로 테이프 구조의 네가티브 레플리카(replica)를 복제한다(테이프 구조는 권취하는 동안 탄성중합체 물질로 압착된다).

코팅 또는 닥터링 블레이드를 제조하는 본 발명의 방법은 상면 및 작업 사면이 상이한 표면 특성을 갖는 블레이드를 유리하게 제조하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 상면에는 고체 코팅 칼러 안료가 상기 상면 상에 축적되는 것과 관련된 문제를 해결하기 위하여 비-점착 특성이 제공될 수 있다. 동시에, 도포된 탄성중합체 물질의 벌크 특성이 밝혀져서 예컨대 블레이드의 작업 사면에서 사용될 수 있다. 다르게는, 도포된 탄성중합체 물질의 상면에는 부피 측정을 위한 표면 구조를 구비할 수 있다.

결론

블레이드 선단에 있는 탄성중합체 내마모성 물질이 연속적 공정으로 제공되는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법이 기재되었다. 제조하는 동안, 도포된 탄성중합체 물질의 두께는 도포된 조성물을 충분히 경화시키기 전에 블레이드(도포된 중합체 조성물 함유)를 코일에 권취하여 측정하였다. 코일의 연속적인 회전은 도포된 조성물의 초기 두께 보다 작은 거리로 분리되어 있어서 상기 부분적으로 경 화된 조성물은 코일의 인접 회전에 의해 변형되어 완전히 경화되기 전에 소망하는 두께 및/또는 형상으로 된다.

유리하게는, 본 발명의 방법은 상면 또는 작업 사면에 대하여 상이한 표면 특성을 갖는 블레이드 제조를 위해 사용되거나; 또는 부피 측정 목적에 적합한 구조화된 상면을 갖는 블레이드 제조를 위해 사용된다.

Claims

신속 경화 중합체 조성물을 블레이드 기판에 도포하는 단계;

상기 도포된 조성물을 퍼지게하고 부분적으로 경화시켜 무점착 선단 물질을 형성하는 단계;

상기 선단물질로 피복된 블레이드 기판을 코일에 권취하여서 코일의 연속적회전이 인접하는 회전의 부분적으로 경화된 조성물을 변형시키는 단계; 및

상기 도포된 조성물을 더 경화시키는 한편, 블레이드 기판은 여전히 코일에 권취시키는 연속 단계를 포함하는, 마모 처리되는 종방향 단부 영역에 도포된 내마모성 중합체 선단 물질을 갖는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법.
제 1항에 있어서, 코일의 연속 회전은, 도포된 조성물에 대해 일정 두께가 얻어지도록 등거리로 존재하는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 코일의 연속 회전 사이의 거리는, 상기 권취하는 동안의 회전 사이에 도입된 스페이서에 의해 결정되는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법.
제 1항에 있어서, 조성물이 더 경화되게 하는 단계는 도포된 조성물을 승온에서 후-경화시키는 것을 포함하는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법.
제 4항에 있어서, 상기 후-경화는 권취된 코일을 순환 공기 오븐에 도입하여, 승온에서 실시되는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법.
제 1항에 있어서, 중합체 조성물을 도포하기 전에 프라이머 또는 접착면을 블레이드 기판에 도포하는 단계를 더 포함하는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법.
제 6항에 있어서, 상기 프라이머 또는 접착면은 5 내지 30 ㎛의 건조 두께로 도포되는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법.
제 6항 또는 제 7항에 있어서, 프라이머 또는 접착면을 도포하기 전에 블레이드 기판을 조면화하는 단계를 더 포함하는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법.
제 1항에 있어서, 경화된 내마모성 탄성중합체 물질에 대한 소망하는 형상 및 기하를 얻기 위하여, 블레이드를 후-연마하는 단계를 더 포함하는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법.
제 1항에 있어서, 신속 경화 중합체를 도포하는 단계는 가사용 시간이 5 내지 30초인 중합체 조성물을 사용하여 실시되는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법.
제 1항에 있어서, 권취하는 동안, 도포된 조성물과 코일의 인접 회전 사이에 소망하는 특성 또는 형상을 도포된 중합체 조성물의 표면에 전달하는 목적을 갖는 테이프를 도입하는 단계를 더 포함하는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법.
제 11항에 있어서, 도포된 중합체 조성물과 접촉하는 테이프 면은 접착성이어서, 테이프 및 도포된 조성물이 서로 압착되어 상기 조성물의 표면에서 복합체 구조를 형성하는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법.
제 11항에 있어서, 도포된 중합체 조성물과 접촉하는 테이프 면에는 권취 단계 동안 조성물 상에 복제되는 표면 구조가 제공되는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법.
제 11항에 있어서, 상기 테이프로부터 전달된 특성을 갖는 상면, 및 벌크 중합체 조성물의 특성을 갖는 연마 면을 얻도록 블레이드를 후-연마하는 단계를 더 포함하는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법.
제 14항에 있어서, 상기 후-연마는 전면 작업 사면이 벌크 중합체 조성물의 특성을 갖도록 실시되는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법.
제 11항에 있어서, 상기 테이프는 (폴리)테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 초고분자량 폴리에틸렌 (UHMW PE)을 포함하는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법.
제 11항에 있어서, 상기 테이프는 비점착 특성을 중합체 선단 물질의 상면에 제공하는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 신속 경화 중합체 조성물은 폴리우레탄, 스티렌-부타디엔 중합체, 폴리올레핀, 니트릴 고무, 천연 고무, 폴리아크릴레이트, 폴리클로로프렌, 열가소성 탄성중합체 및 폴리실옥산으로부터 선택된 중합체인 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법.
제 18항에 있어서, 상기 신속 경화 중합체 조성물은 폴리우레탄으로 구성되는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법.
삭제
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제 2항에 있어서, 연속 코일 사이의 거리가 0.25 mm 내지 3 mm인 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법.
제 5항에 있어서, 80 내지 85℃ 온도에서 16 내지 24시간 실시되는 코팅 또는 닥터링 블레이드의 제조방법.