KR102471153B1 - 마스킹된 코팅 블레이드 - Google Patents

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알렉사드르 클로동
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비티지 에클레펜 엣스.에이.
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Abstract

섬유 웹(6)에 코팅 컬러(7)를 도포하기 위한 코팅 블레이드(1)가 기술된다. 상기 코팅 블레이드(1)는, 길이방향 에지를 갖는 기다란 기판(2)을 포함한다. 코팅 컬러와 접촉하도록 하기 위해, 코팅 블레이드의 동작 영역 내에서, 상기 기판에는 길이방향 에지에 인접한 길이방향 내마모성 디포짓(3) 및 상기 길이방향 내마모성 디포짓에 인접하는 길이방향 마스킹 디포짓(4)이 제공된다.

Description

마스킹된 코팅 블레이드
본 발명은 섬유 웹에 코팅 컬러를 도포하기 위한 코팅 블레이드에 관한 것이다.
코팅 페이퍼의 기술 분야에 있어서, 코팅 컬러는 코팅 블레이드(coating blade)를 사용하여 도포된다. 코팅 블레이드들은 당해 분야에 닥터 블레이드 또는 스크래퍼들이라고도 알려져 있으며 이들은 모두 본 명세서에서 코팅 블레이드로 지칭된다. 코팅 블레이드는 전형적으로 스틸(steel) 기판으로 구성되며 이 스틸 기판 위에 디포짓(deposit)이 도포된다. 페이퍼를 코팅할 목적으로, 과잉의 코팅 컬러 액체가 페이퍼의 표면에 도포되며 이어서 코팅 블레이드를 사용하여 닥터 오프(doctered off)된다. 페이퍼는 통상적으로 웹(web)으로서 공급되며, 이 웹은 코팅 컬러의 수정 및 도포 동안 배킹 롤에 의해 지지 및 공급된다. 상기 코팅 블레이드는 코팅 컬러 액체에 대해 압력을 가한다. 코팅 컬러 액체의 안료 입자들은 코팅 블레이드가 연마 및 부식 마모되도록 한다.
상기 코팅 블레이드의 수명을 연장하기 위해 스틸 기판상에 내마모성 디포짓을 도포하는 것이 당해 분야에 알려져 있다. 마모된 코팅 블레이드는 허용 불가한 상태로 코팅 페이퍼의 품질에 영향을 미치며 교체될 필요가 있다. 블레이드 변경의 경우에 코팅 머신은 최대 1시간 동안이나 멈추어져 생산성의 손실을 야기하거나, 또는 5-10 분 동안 계속 작동되는데, 이 기간에 제조된 종이는 파쇄될 필요가 있다.
코팅 블레이드의 교체는, 허용 가능한 품질의 코팅 페이퍼를 생산하도록 사용될 수 있기 전에 최대 30분 동안 새로운 코팅 블레이드를 "런 인(run in)"할 필요가 있기 때문에 비용이 더 추가된다.
내마모성 디포짓들은 본래 단단함(hard) 및/또는 강성(rigid)을 가지며, 이에 따라 코팅 블레이드의 가요성(flexibility)에 영향을 미친다. 당해 기술 분야의 경향은 더욱 단단하고 더욱 내마모성의 물질을 개발하는 것이다. 더욱이, 도포된 물질의 전체 양이 증가하는 경향이 있다. 이는 구조를 강하게 강성화되도록 하며, 이에 따라 (기계 방향 및 종/횡 방향으로) 제한된 블레이드 가요성을 갖게 한다. 코팅될 페이퍼의 형상에 대해 높은 기계 속도로 적절히 적응하기 위해서는 코팅 블레이드가 충분한 가요성을 갖는 것이 결정적으로 중요하다. 블레이드의 가요성에 대한 디포짓의 영향을 최소화하기 위해, 내마모성 디포짓은 통상적으로 기판의 길이방향 에지를 따라 비교적 좁은 영역만 커버한다.
내마모성 디포짓의 표면으로부터 스틸 기판의 표면까지, 코팅 블레이드의 길이방향 에지 반대쪽의, 내마모성 디포짓의 상류측 길이방향 경계에서의 가파르거나 급격한 천이는 페이퍼 코팅의 표면 품질에 부정적인 영향을 미치는 것으로 확인인되었다. 이에 대한 한가지 이유는 이러한 천이에 의해 야기되는 코팅 컬러 액체의 유체 역학 특성에 대해 손상을 주는 것으로 믿어진다.
JP 2006/161713호는 페이퍼에 대한 코팅 컬러의 도포를 위해 내마모성 디포짓이 제공되는 코팅 블레이드를 기술하고 있다. 이 내마모성 디포짓은 내마모성 디포짓의 표면과 기판의 표면 사이에 유연한 천이를 부여하는 테이퍼 형상(tapered shape)을 갖는다.
그러나, 전형적으로 서라운딩 라텍스 상(latex phase)에 있어서 높은 안료 농도를 갖는 코팅 컬러의 잔류물은 블레이드 팁의 블레이드 표면 상류 또는 디포짓 표면에 들러붙는 경향이 있다.
이와 같은 잔류물들 또는 "끈적거리는 것들"은 페이퍼 코팅에 줄 모양(streaks)을 야기하여 품질에 문제가 될 수 있다.
이들 문제 및 다른 이유로 페이퍼에 대한 코팅 컬러의 도포를 위해 코팅 블레이드의 개발 필요성이 제기된다.
본 발명의 목적은 섬유 웹에 대한 코팅 컬러의 도포를 위한 코팅 블레이드를 제공하여, 우수한 코팅 품질 및 뛰어난 동작 생산성을 가능하게 하는 것이다.
이에 따라, 본 발명의 목적은, 코팅 컬러와 접촉하기 위한 동작 영역을 갖는 코팅 블레이드를 제공하는 것으로, 상기 동작 영역은 코팅 컬러에 있어서의 유체 역학 특성에 대해 부정적으로 영향을 미치지 않는다.
본 발명의 다른 목적은, 코팅 컬러와 접촉하기 위한 동작 영역을 갖는 코팅 블레이드를 제공하는 것으로, 상기 동작 영역은 코팅 블레이드에 부정적으로 영향을 미치지 않는다.
본 발명의 또 다른 목적은, 개선된 표면 특성을 갖는 코팅 블레이드를 제공하는 것이다.
하기 설명을 숙고한 후 당해 기술 분야의 기술자에 명백한 본 발명의 상기 목적 및 다른 목적들은, 섬유 웹에 코팅 컬러를 도포하기 위한 코팅 블레이드에 의해 달성되며, 상기 코팅 블레이드는 길이방향 에지를 갖는 기다란 기판을 포함하고, 코팅 컬러와 접촉하도록 하기 위한 목적으로, 코팅 블레이드의 동작 영역 내에서, 상기 기판에는, 상기 길이방향 에지에 인접한 길이방향 내마모성 디포짓(deposit); 및 상기 길이방향 내마모성 디포짓에 인접하는 길이방향 마스킹 디포짓이 제공된다.
이에 따라, 상기 마스킹 디포짓은 코팅 컬러와의 접촉으로부터 기판의 일부를 가린다. 상기 마스킹 디포짓은 기판보다 낮은 탄성률(elastic modulus)을 갖는 것이 고려된다.
놀랍게도, 마스킹 디포짓 옆에 인접한 내모성 디포짓을 갖는 코팅 블레이드의 동작 영역을 제공함으로써, 사용시의 코팅 블레이드가 긴 수명 시간을 갖고 우수한 표면 품질로 코팅된 페이퍼를 생산하는 안정한 닥터링 효과를 제공하는 점에서 페이터 코팅의 높은 요구사항들이 충족될 수 있다.
따라서, 상기 마스킹 디포짓은 내모성 디포짓 바로 옆 및 그에 인접하는 기판상에 배치된다. 상기 마스킹 디포짓은, 예를 들어 그의 두께의 약 5배 또는 약 10배보다 많게, 마스킹 디포짓의 두께보다 실질적으로 긴 거리로 길이방향 에지에 수직한 방향으로 내모성 디포짓 바로 옆에 기판 너머로 연장하는 것이 고려된다. 상기 마스킹 디포짓은 하나 이상의 층들로 구성된다.
상기 마스킹 디포짓은 기판보다 낮은 탄성률을 갖는 것이 바람직하다. 상기 기판은 전형적으로 약 170-220 GPa의 범위에 있는 탄성률을 갖는다. 상기 코팅 블레이드의 가요성에 부정적인 영향을 미치지 않기 위해, 상기 마스킹 디포짓은 전형적으로 약 50 GPa 미만, 바람직하게는 약 20 GPa 미만의 탄성률을 갖는다. 상기 내모성 디포짓은 전형적으로 예를 들어 220 GPa 보다 높은, 기판보다 높은 탄성률을 갖는다.
상기 마스킹 디포짓은 중합체 물질을 포함할 수 있다. 상기 중합체 물질은 폴리우레탄으로 될 수 있으며, 전형적으로는 에스테르계, 에테르계 또는 솔벤트계 폴리우레탄 물질로 될 수 있다. 상기 중합체 물질은 대안적으로, 폴리에폭시드, 폴리실록산 또는 아크릴 폴리머로 될 수 있다. 상기 마스킹 디포짓의 탄성률 및/또는 상기 코팅 블레이드의 가요성에 부정적인 영향을 미치지 않고, 상기 마스킹 디포짓의 기계적 특성을 개선시키기 위해 첨가제 또는 충전제들이 사용될 수 있다.
상기 마스킹 디포짓은 기판의 표면을 향해 테이퍼(taper)될 수 있다. 상기 마스킹 디포짓에 사용되는 물질의 양을 최소화하기 위해 테이퍼 형상이 바람직하다. 상기 테이퍼 형상은 부가적으로 코팅 컬러의 유체 역학 특성을 향상시킨다. 이에 따라, 상기 마스킹 디포짓은 내마모성 디포짓 부근의 보다 큰 두께로부터 내마모성 디포짓에서 더욱 이격된 보다 작은 두께로 테이퍼질 수 있다. 상기 보다 두꺼운 두께는 전형적으로 내마모성 디포짓의 두께와 실질적으로 유사하다. 상기 마스킹 디포짓은 보다 두꺼운 두께로부터 보다 작은 두께로 일정한 비율로 테이퍼링될 수 있다. 이에 따라 상기 마스킹 디포짓의 두께는 보다 두꺼운 두께로부터 보다 작은 두께로 일직선 경로를 따라 감소한다. 그러나, 전형적으로, 상기 마스킹 디포짓은 보다 두꺼운 두께로부터 보다 작은 두께로 가변적인 비율로 테이퍼링된다. 일례로서, 상기 마스킹 디포짓의 두께는 내마모성 디포짓 근방에서 현저히 감소할 수 있고 또한 내마모성 디포짓으로부터 보다 멀리 떨어진 곳에서 약간 감소할 수 있다. 이에 따라 상기 마스킹 디포짓의 두께는 보다 두꺼운 두께로부터 보다 작은 두께로 실질적으로 만곡된 경로를 따라 감소할 수 있다. 상기 마스킹 디포짓은 실질적으로 그의 전체 폭에 걸쳐 또는 그의 폭의 좁은 부분에 걸쳐 테이퍼링될 수 있다. 상기 마스킹 디포짓은 전형적으로 그의 폭의 5-95 %에 걸쳐 테이퍼링 되며, 바람직하게는 그의 폭의 약 50-90 %에 걸쳐 테이퍼링된다.
상기 내마모성 디포짓의 코팅 컬러와 접촉하기 위한 목적의 표면과 상기 마스킹 디포짓의 코팅 컬러와 접촉하기 위한 목적의 표면 사이의 천이는 실질적으로 수평적(flush)인 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 내마모성 디포짓의 코팅 컬러와 접촉하기 위한 목적의 표면은 상기 천이에서 상기 마스킹 디포짓의 코팅 컬러와 접촉하기 위한 목적의 표면과 실질적으로 같은 레벨로 될 수 있다.
상기 마스킹 디포짓은, 코팅 컬러와 접촉하기 위한 목적으로 실질적으로 이음매가 없는(seamless) 표면을 형성하는 내마모성 디포짓에 인접할 수 있다. 이에 따라 상기 표면은 실질적으로 평활(smooth) 및/또는 연속적 표면에 관한 것일 수 있다. 더욱이 상기 표면은 부가적으로 또는 대안적으로, 실질적으로 내마모성 디포짓과 마스킹 디포짓 사이에 갭 및/또는 스페이스들이 없는 표면에 관한 것일 수 있다.
상기 마스킹 디포짓의 일부는 상기 내마모성 디포짓과 중첩할 수 있다. 상기 내마모성 디포짓은 부분적으로 또는 전체적으로 중첩될 수 있다. 상기 부분적 중첩은 전형적으로 예를 들어 약 1 mm 미만과 같이 좁을 수 있으며, 내마모성 디포짓의 두께로부터 스틸 기판의 표면까지 기본적으로 가파르고 급격히 커버한다. 어떤 실시 형태에서, 전형적으로 제조의 용이성으로 인해 상기 중첩이 넓은 것이 바람직할 수도 있다. 넓은 중첩은 동작 영역의 대부분을 커버할 수 있다. 넓거나 전체적인 중첩은 대안적인 표면 특성들을 코팅 블레이드에 제공할 수 있고, 블레이드의 "런-인(run-in)" 전 또는 런-인 동안 상기 내마모성 디포짓을 보호할 수 있으며 또한 블레이드의 "런-인"을 용이하게 할 수 있다.
상기 마스킹 디포짓의 두께는 약 200 μm 까지, 바람직하게는 약 100 μm 까지로 될 수 있다. 상기 마스킹 디포짓의 두께는 디포짓의 폭에 걸쳐 변동될 수 있다.
상기 마스킹 디포짓의 폭은 약 5-30 mm의 범위, 바람직하게는 약 6-16 mm의 범위에 있을 수 있다.
상기 내마모성 디포짓은 금속 산화물, 금속 카바이드, 금속 질화물 또는 금속 보라이드와 같은 세라믹 물질을 포함할 수 있다. 상기 금속 산화물들의 예로는 Cr2O3 및 Al2O3를 들 수 있다. 적절한 금속 카바이드의 예로는 WC 및 CrC를 들 수 있다. 적절한 금속 질화물들의 예로는 CrN 및 TiN을 들 수 있다. 상기 금속 카바이드들은 전형적으로 Ni계 또는 Co계 매트릭스와 같은 금속 매트릭스에 존재한다. 상기 내마모성 디포짓은 서멧(cermet)을 포함한다. 본 발명에 있어서, 내마모성 디포짓은 스틸보다 높은 내연마마모성(abrasive wear-resistance)을 갖는 디포짓에 관한 것이다. 또한, 내마모성 디포짓은 스틸보다 높은 내부식마모성(erosive wear-resistance)을 갖는 디포짓에 관한 것이다.
상기 내마모성 디포짓의 폭은 약 1-9 mm의 범위, 바람직하게는 약 3-7 mm의 범위, 보다 바람직하게는 약 4-6 mm의 범위에 있을 수 있다.
대안적으로, 상기 내마모성 디포짓의 폭은 약 1 내지 2.5 mm의 범위, 바람직하게는 약 1.5 내지 2.5 mm의 범위에 있을 수 있다.
내마모성 디포짓의 폭을 감소시키고 또한 그의 일부를 마스킹 디포짓으로 교체함으로써, 코팅 블레이드의 가요성은 증가한다(즉, 코팅 블레이드의 강성이 감소한다). 상기 가요성은 블레이드 적응성에 대한 긍정적인 영향을 증가시키며, 이는 "런-인" 시간을 단축시키고, 공정 안정성을 개선시키며 코팅된 페이퍼의 품질을 높이게 한다.
상기 내마모성 디포짓은 약 200 μm 까지의 두께, 바람직하게는 약 100 μm 까지의 두께를 가질 수 있으며, 전형적으로 이는 기판의 경사지지 않은 부분을 커버한다. 상기 두께는 디포짓의 폭에 걸쳐 변동할 수 있다. 상기 디포짓은 전형적으로 예를 들어 약 200 μm 까지 두꺼울 수 있으며, 이는 코팅 블레이드의 길이방향 에지 및/또는 기판의 프리 그라운드 베벨을 커버한다.
상기 코팅 블레이드에는 당해 분야에 공지된 방법에 의해 내마모성 디포짓이 제공될 수 있다. 상기 코팅 블레이드에는 열적 스프레이법에 의해, 바람직하게는 HVOF(high velocity oxygen fuel) 스프레이법 또는 APS(atmospheric plasma spraying)에 의해 내마모성 디포짓이 제공될 수 있다. 열적 스프레이법에 대한 원료는 파우더의 형태로 될 수 있다. 상기 내마모성 디포짓은 당해 분야에 통상적으로 행해지는 바와 같이, 하나 이상의 층들로 구성될 수 있다.
상기 내마모성 디포짓에는 적어도 하나의 베벨(bevel)이 제공될 수 있다. 상기 베벨의 폭은 전형적으로 약 2 mm 미만이다. 상기 베벨은 기판 표면과 약 0-45°의 각도를 형성할 수 있으며 상기 기판 표면 위에는 내마모성 디포짓 및 마스킹 디포짓이 배치된다.
상기 내마모성 디포짓의 베벨은 배킹 롤(backing roll)에 대한 코팅 블레이드의 적응을 제공한다. 상기 기판은 이 기판에 상기 내마모성 물질을 도포할 때 내마모성 디포짓의 베벨의 형성을 위해 프리 그라운드(pre-ground) 베벨을 가질 수 있다. 상기 내마모성 디포짓의 베벨은 대안적으로 또는 추가적으로, 내마모성 디포짓의 연마에 의해 얻어질 수 있다.
본 발명의 코팅 블레이드는, GB 2 130 924의 도 4 및 도 5에 각각 도시된 바와 같이, 벤트 모드((bent mode)(웹을 향한 0-15°슬라이딩 각도) 또는 스티프 모드(stiff mode)(웹을 향한 15-45°슬라이딩 각도)으로 동작하도록 적응되는 코팅 블레이드로 될 수 있다. 다른 구성들을 예시하면, 도 4의 블레이드는 내마모성 디포짓 상에 슬라이딩 베벨을 갖지만 기판 상에는 프리 그라운드 베벨이 없는 반면 도 5의 블레이드는 내마모성 디포짓상의 슬라이딩 베벨 및 기판 상의 프리 그라운드 베벨을 모두 갖는다.
상기 길이방향 내마모성 디포짓은 기판의 길이방향 에지에 인접할 수 있다.
상기 기판은 예를 들면 스프링 스틸의 카본 스틸 또는 스테인리스 스틸의 기판과 같은 스틸 기판으로 될 수 있다. 스틸은 경화(harden), 강화(tempered) 처리될 수 있으며 또는 당해 분야에 공지된 다른 방식으로 처리될 수 있다. 기판은 전형적으로 약 0.3-0.7 mm 범위의 두께를 갖는다. 상기 기판의 폭은 약 70-100 mm 범위의 폭으로 될 수 있다. 상기 기판의 길이는 약 12 미터까지로 될 수 있다.
섬유 웹은 페이퍼 웹으로 될 수 있다. 상기 섬유 웹은 코팅 컬러의 도포 동안, 배킹 롤에 의해 지지되고 그에 의해 이송될 수 있다. 상기 섬유 웹은 코팅 컬러와 접촉되고 코팅 블레이드는 코팅 컬러의 과잉 양을 닥터 오프(doctor off)하기 위해 사용되며 코팅 컬러의 정확한 계량을 보장한다.
코팅 블레이드에는, 예를 들어, WO 2000/048746에 기재된 것과 유사한 공정에 의해, 당해 분야에 공지된 방법들에 의해 마스킹 디포짓이 제공될 수 있다. 상기 마스킹 디포짓은 전형적으로 내마모성 디포짓이 제공된 후 제공되며 또한 연마 및/또는 폴리싱과 같은 코팅 블레이드의 추가 표면 마무리 전, 추가 표면 마무리 동안 또는 추가 표면 마무리의 말기에 제공될 수도 있다.
따라서, 마스킹 물질은 내마모성 디포짓의 뒤에 기판에 액체 상태로 도포된다. 이에 따라 상기 마스킹 디포짓은 블레이드의 팁에 있어서 기판의 에지로 연장하도록 허용되지 않는다. 액체 마스킹 물질의 점도 및 유동 특성은 내마모성 디포짓의 표면으로부터 기판의 표면을 향해 테이퍼되는 형상을 갖는 마스킹 디포짓의 형성에 기여한다.
대안적으로, 마스킹 디포짓에 요망되는 형상은 마스킹 물질의 고화 (solidification) 후 연마에 의해 얻어질 수 있다. 대안적으로, 상기 코팅 블레이드에는, 기판상에 액체 마스킹 불질의 스프레이 동작에 의해 마스킹 디포짓이 제공될 수 있다. 스프레이법에 의해 마스킹 디포짓을 제공할 때, 마스킹 디포짓의 일부는, 가능한 한 온전히 코팅 블레이드의 길이방향 에지에 대해, 내마모성 디포짓과 중첩할 수 있다.
일례로서, 상기 코팅 블레이드의 기판에는, 약 3-7 mm, 바람직하게는 4-6 mm의 폭을 갖는 내마모성 디포짓 및 약 6-16 mm, 바람직하게는 10-15 mm의 폭을 갖는 마스킹 디포짓이 제공될 수 있다.
이와 같은 구성은 몇몇 이점들을 제공하며, 이들 이점의 어떤 것은 본 명세서에 기술된다. 마스킹 디포짓과 내마모성 디포짓을 인접시킴으로써, 내마모성 디포짓의 표면으로부터 스틸 기판의 표면까지, 코팅 블레이드의 에지에 상반되는, 가파르거나 급격한 천이가 블레이드 가요성을 훼손함이 없이 블레이드 팁의 부근에서 회피될 수 있다. 이는 코팅 컬러의 유체 역학 특성을 증진시킬 수 있고, 이는 다시 코팅 품질을 향상시키게 된다. 이와 같은 구성은 또한, 블레이드 팁의 블레이드 상류의 표면 특성을 개선시킬 수 있도록 한다.
다른 예로서, 코팅 블레이드의 기판에는. 약 1-2.5 mm, 바람직하게는 약 1.5-2.5 mm의 폭을 갖는 내마모성 디포짓 및 15-20 mm와 같은 약 5-30 mm의 폭을 갖는 마스킹 디포짓이 제공될 수 있다. 내마모성 디포짓의 폭을 감소시키고, 상기 내마모성 디포짓의 일부를 마스킹 디포짓으로 교체함으로써, 코팅 블레이드의 가요성이 증가한다(즉, 코팅 블레이드의 강성이 감소한다). 이는 계량 효과(metering effect)를 향상시킬 수 있도록 하며 이에 따라 코팅된 블레이드의 내마모성 및 코팅 컬러의 유체 역학 특성을 훼손함이 없이 페이퍼 코팅의 표면 품질을 향상시킨다. 이와 같은 구성은 또한, 블레이드 팁의 블레이드 상류의 표면 특성을 향상시킬 수 있도록 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 특징들은 이들 중 하나 또는 이들의 임의의 조합으로 발명에 적용할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명된다.
도 1은 페이퍼 코팅 구성의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 2-6은 도 1은 마스킹된 코팅 블레이드들의 5개 상이한 실시 형태들의 개략적인 측면도들을 도시한다.
도 1은 내마모성 디포짓(3)과 마스킹 디포짓을 갖는 기판(2)을 갖는 코팅 블레이드(1)가 제공된 페이퍼 코팅 구성을 도시하며, 이는 도 2 내지 6과 관련하여 더 상세히 기술된다.
또한, 상기 페이퍼 코팅 구성은 화살표 방향으로 회전하고 섬유 웹(6)을 지지 및 이송하는 배킹 롤(5)을 가지며, 그 위로 코팅 컬러 액체(7)가 제공된다. 상기 코팅 컬러 액체(7)는 과잉상태의 양이 제공된다. 상기 코팅 블레이드(1)는 코팅 컬러 액체(7) 상에 압력을 인가하며, 이는 코팅 컬러 액체(70의 과잉 양이 닦여지거나(wiped), 닥터 오프(doctored off)되도록 한다. 상기 코팅 블레이드(1)에 의해 인가되는 압력은, 섬유 웹에 도포되는 코팅 컬러 액체(7)의 양을 결정한다.
도 2는, 길이방향 내마모성 디포짓(23) 및 상기 길이방향 내마모성 디포짓(23)에 인접하는 길이방향 마스킹 디포짓(24)이 제공되는 기판(22)을 갖는 마스킹된 코팅 블레이드(21)의 측면도를 도시한다.
도 2는 또한, 본 명세서에 언급되는 바와 같이, 기판(22)의 두께(t) 및 폭(w)을 개략적으로 도시한다.
도 2는 또한, 본 명세서에 언급되는 바와 같이, 내마모성 디포짓(23)의 두께(wrt)와 폭(wrw) 및 마스킹 디포짓(24)의 두께(mt)와 폭(mw)을 개략적으로 도시한다.
도 3은, 내마모성 디포짓(33)의 표면으로부터 기판(32)의 표면까지 급격한 천이를 커버하기 위해 마스킹 디포짓(34)의 일부가 내마모성 디포짓(33)과 중첩하는 대안적인 구성을 도시한다.
도 4는, 내마모성 디포짓(43)의 폭이 감소되고 마스킹 디포짓(44)의 폭이 확장되는 일 실시 형태를 도시한다. 상기 마스킹 디포짓(44)은 기판(42)의 표면을 향해 일정한 비율로 테이퍼된다. 이에 따라, 상기 마스킹 디포짓의 두께는 일직선 경로를 따라 감소한다. 상기 내마모성 디포짓(43) 및 상기 마스킹 디포짓(44)은 상기 마스킹 디포짓(44)이 상기 내마모성 디포짓(43)과 중첩되지 않은 상태로 도시되었으나, 대안적으로 상기 마스킹 디포짓은 내마모성 디포짓과 중첩할 수 있다.
도 5는, 마스킹 디포짓(54)이 기판(52)의 표면을 향해 만곡된 경로를 따라 테이퍼되는 일 실시 형태를 도시한다. 상기 마스킹 디포짓(54)의 두께는 내마모성 디포짓(53) 부근에서 현저히 감소하고 내마모성 디포짓으로부터 멀리 떨어질수록 약하게 감소한다.
도 6은, 기판(62)이 프리 그라운드 베벨(68)을 갖는 일 실시 형태를 도시한다.
상기 기판(62)에는, 프리 그라운드 베벨(68) 위로 연장하는 내마모성 디포짓(63) 및 인접한 마스킹 디포짓(64)이 제공된다. 상기 내마모성 디포짓(63)은 슬라이딩 베벨(69)을 갖는다.
도 6은 또한, 본 명세서에 언급되는 바와 같이, 슬라이딩 베벨(69)의 폭(bw) 및 상기 슬라이딩 베벨(69)과 상기 내마모성 디포짓(63)의 표면 사이의 각도(α)를 개략적으로 도시한다.
실시 형태
기준 코팅 블레이드는, 10 mm 폭과 0.457 mm 두께의 스테인리스 스틸 기판에 5 mm 폭의 Cr2O3계 내마모성 디포짓을 제공함으로써 제조하였다. 본 발명에 따른 테스트 코팅 블레이드는, 100 mm 폭과 0.457 mm 두께의 스테인리스 스틸 기판에 5 mm 폭의 Cr2O3계 내마모성 디포짓 및 15 mm 폭의 인접한 폴리우레탄 마스킹 디포짓을 제공함으로써 제조된다. 마스킹 물질은, 메틸 디페닐 다이이소시아네이트(MDI) 계 폴리우레탄의 솔벤트계 분산으로서 도포하였다. 상기 내마모성 디포짓은 10°의 슬라이딩 베벨을 가졌다.
테스트 및 기준 코팅 블레이드들은 각각 다음과 같은 기계 조건들 및 세팅들로 야겐버그 콤비블레이트 코터(Jagenberg Combiblade coater)에서 페이퍼 웹을 톱 코팅하기 위해 사용되었다.
코팅 상태 구성:
- 프리 코트(양 페이퍼 측들 - 필름 프레스; 5-7 g/m2)
- 미들 코트(상부 페이퍼 측 - 코팅 로드: 7-8 g/m2)
- 톱 코드(상부 페이퍼 측 - 벤트 블레이드; 9-10 g/m2)
기계 속도: 800 m/min
베이스 페이퍼: 150-180 g/m2, 100% 재생 섬유
코팅 컬러: CaCO3 85% + 점토 15% + 라텍스 바인더(고체 함량 66-67%), 점도 95 cPs
"미러(mirror)"(즉, 블레이드 직후 습윤 코팅된 페이퍼 표면의 외관)의 질은 기준 블레이드에 대한 것보다 테스트 블레이드에 대해 더욱 양호한 것으로 기계 운전자들에 의해 밝혀졌다. 8시간의 동작 후, 블레이드들은 동작으로부터 꺼내어 세척했다. 테스트 블레이드에 대한 것보다 기준 블레이드에 대한 내마모성 디포짓의 뒤쪽에서 코팅 컬러 잔류물의 보다 많은 형성이 있었다. 테스트 블레이드에 관해, 마스킹 디포짓은 완전히 깨끗했다.
사용된 테스트 블레이드의 시각적 검사는, 코팅 컬러의 마찰에 견디는 세라믹 내마모성 디포짓의 뒤쪽에서의 중합체 마스킹 디포짓이 페이퍼의 코팅시 역류하는 것을 확인했다: 용해 또는 변화 없음, 마스킹 디포짓의 마모(연마/부식 공정) 또는 층간 박리 없음을 발견함. 테스트 블레이드의 거동은 코팅 품질 기준들에 관한 기준 블레이드와 유사했다.
항목별로 구분한 리스트
본 발명에 의한 코팅 블레이드는 다음과 같이 항목별로 구분된 리스트에 따라 정의될 수 있다.
1. 섬유 웹에 코팅 컬러를 도포하기 위한 코팅 블레이드로서, 상기 코팅 블레이드는,
길이방향 에지를 갖는 기다란 기판을 포함하고, 코팅 컬러와 접촉하도록 하기 위한 목적으로, 코팅 블레이드의 동작 영역 내에서, 상기 기판에는,
상기 길이방향 에지에 인접한 길이방향 내마모성 디포짓; 및
상기 길이방향 내마모성 디포짓에 인접하는 길이방향 마스킹 디포짓이 제공된다.
2. 상기 항목 1에 따른 코팅 블레이드로서, 상기 마스킹 디포짓은 기판보다 낮은 탄성률을 갖는다.
3. 상기 항목 1 또는 2에 따른 코팅 블레이드로서, 상기 마스킹 디포짓은, 약 50 GPa 미만, 바람직하게는 약 20 GPa 미만의 탄성률을 갖는다.
4. 상기 항목들 중 어느 하나에 따른 코팅 블레이드로서, 상기 마스킹 디포짓은 중합체 물질을 포함한다.
5. 상기 항목 4에 따른 코팅 블레이드로서, 상기 중합체 물질은 폴리우레탄이다.
6. 상기 항목들 중 어느 하나에 따른 코팅 블레이드로서, 상기 마스킹 디포짓은 기판의 표면을 향해 테이퍼링된다.
7. 상기 항목들 중 어느 하나에 따른 코팅 블레이드로서, 상기 내마모성 디포짓 디포짓의 코팅 컬러와 접촉하기 위한 목적의 표면과 상기 마스킹 디포짓의 코팅 컬러와 접촉하기 위한 목적의 표면 사이의 천이는 실질적으로 수평적이다.
8. 상기 항목들 중 어느 하나에 따른 코팅 블레이드로서, 상기 마스킹 디포짓은, 코팅 컬러와 접촉하기 위한 목적으로 실질적으로 이음매가 없는(seamless) 표면을 형성하는 내마모성 디포짓에 인접한다.
9. 상기 항목들 중 어느 하나에 따른 코팅 블레이드로서, 상기 마스킹 디포짓의 일부는 상기 내마모성 디포짓과 중첩한다.
10. 상기 항목들 중 어느 하나에 따른 코팅 블레이드로서, 상기 마스킹 디포짓의 두께는 약 200 μm 까지, 바람직하게는 약 100 μm 까지이다.
11. 상기 항목들 중 어느 하나에 따른 코팅 블레이드로서, 상기 마스킹 디포짓의 폭은 약 5-30 mm의 범위, 바람직하게는 약 6-16 mm의 범위에 있다.
12. 상기 항목들 중 어느 하나에 따른 코팅 블레이드로서, 상기 내마모성 디포짓은 금속 산화물, 금속 카바이드, 금속 질화물 또는 금속 보라이드와 같은 세라믹 물질을 포함한다.
13. 상기 항목들 중 어느 하나에 따른 코팅 블레이드로서, 상기 내마모성 디포짓의 폭은 약 1-9 mm의 범위, 바람직하게는 약 3-7 mm의 범위, 보다 바람직하게는 약 4-6 mm의 범위에 있다.
14. 상기 항목 1 내지 12 중 어느 하나에 따른 코팅 블레이드로서, 상기 내마모성 디포짓의 폭은 약 1 내지 2.5 mm의 범위, 바람직하게는 약 1.5 내지 2.5 mm의 범위에 있다.
15. 상기 항목들 중 어느 하나에 따른 코팅 블레이드로서, 상기 내마모성 디포짓의 두께는 약 200 μm 까지, 바람직하게는 약 100 μm 까지이다.
16. 상기 항목들 중 어느 하나에 따른 코팅 블레이드로서, 상기 내마모성 디포짓에는 적어도 하나의 베벨이 제공된다.
17. 상기 항목들 중 어느 하나에 따른 코팅 블레이드로서, 상기 길이방향 내마모성 디포짓에는 길이방향 에지에 인접한다.
18. 상기 항목들 중 어느 하나에 따른 코팅 블레이드로서, 상기 기판은 스틸 기판이다.
19. 상기 항목들 중 어느 하나에 따른 코팅 블레이드로서, 상기 섬유 웹은 페이퍼 웹이다.

Claims (15)

  1. 섬유 웹에 코팅 컬러를 도포하기 위한 코팅 블레이드로서, 상기 코팅 블레이드는,
    길이방향 에지를 갖는 기다란 기판을 포함하고, 코팅 컬러와 접촉하도록 할 목적으로, 코팅 블레이드의 동작 영역 내에서, 상기 기판에,
    상기 길이방향 에지에 인접하고, 세라믹 물질을 포함하는 길이방향 내마모성 디포짓; 및
    상기 길이방향 내마모성 디포짓에 인접하고, 중합체 물질을 포함하는 길이방향 마스킹 디포짓이 제공되는, 코팅 블레이드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마스킹 디포짓은 기판보다 낮은 탄성률(elastic modulus)을 갖는, 코팅 블레이드.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 마스킹 디포짓은, 50 GPa 미만, 또는 20 GPa 미만의 탄성률을 갖는, 코팅 블레이드.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 중합체 물질은 폴리우레탄인, 코팅 블레이드.
  6. 제1항에 있어서, 상기 마스킹 디포짓은 기판의 표면을 향해 테이퍼링되는, 코팅 블레이드.
  7. 제1항에 있어서, 상기 내마모성 디포짓의 코팅 컬러와 접촉할 목적의 표면과 상기 마스킹 디포짓의 코팅 컬러와 접촉할 목적의 표면 사이의 천이는 수평적(flush)인, 코팅 블레이드.
  8. 제1항에 있어서, 상기 마스킹 디포짓은, 코팅 컬러와 접촉하기 위한 목적으로 이음매가 없는(seamless) 표면을 형성하는 내마모성 디포짓에 인접하는, 코팅 블레이드.
  9. 제1항에 있어서, 상기 마스킹 디포짓의 일부는 상기 내마모성 디포짓과 중첩하는, 코팅 블레이드.
  10. 제1항에 있어서, 상기 마스킹 디포짓의 두께는 200 μm 까지, 또는 100 μm 까지인, 코팅 블레이드.
  11. 제1항에 있어서, 상기 마스킹 디포짓의 폭은 5-30 mm의 범위, 또는 6-16 mm의 범위에 있는, 코팅 블레이드.
  12. 제1항에 있어서, 상기 내마모성 디포짓은, 금속 산화물, 금속 카바이드, 금속 질화물 또는 금속 보라이드를 포함하는, 코팅 블레이드.
  13. 제1항에 있어서, 상기 내마모성 디포짓의 폭은 1-9 mm의 범위, 또는 3-7 mm의 범위, 또는 4-6 mm의 범위에 있는, 코팅 블레이드.
  14. 제1항에 있어서, 상기 내마모성 디포짓의 폭은 1 내지 2.5 mm의 범위, 또는 1.5 내지 2.5 mm의 범위에 있는, 코팅 블레이드.
  15. 제1항에 있어서, 상기 내마모성 디포짓의 두께는 200 μm 까지, 또는 100 μm 까지인, 코팅 블레이드.
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