KR19990070038A - Coating layer formation method and coating layer composition of ceramic doctor blade of paper coating machine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제지(製紙) 과정에서 사용되는 코팅머신(coater machine)의 독터블레이드(docter blade)의 세라믹 코팅층 형성 방법 및 세라믹 코팅층 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 세라믹 독터블레이드에 있어서, 세라믹 코팅층 형성방법을 보다 효과적으로 개선하고 코팅층의 세라믹 성분 및 조성비율을 개선하므로서 코팅층의 내마모성 및 경도를 증대하여 독터블레이드의 수명을 연장하는데 그 특징이 있는 것이다.The present invention relates to a method of forming a ceramic coating layer and a ceramic coating layer composition of a doctor blade of a coating machine used in a papermaking process, and an object of the present invention is to provide a ceramic coating layer in a ceramic doctor blade. It is characterized by extending the life of the doctor blade by increasing the wear resistance and hardness of the coating layer by improving the formation method more effectively and improving the ceramic component and composition ratio of the coating layer.
본 발명에 따른 세라믹 독터블레이드는 탄소강판의 양측면을 평면 연마한후 일측면을 베벨연마하고 베벨연마한 면에 80% Ni - 20% Cr 분말체로 플라스마 코팅한다음 세라믹 코팅하고자 하는면에 세라믹 성분의 분말혼합체로 플라스마 코팅하며 세라믹 코팅층을 평면 베벨연마를 행하여 일정 크기로 재단 절단하는 세라믹 독터블레이드의 코팅층 형성방법에 의하여, 세라믹코팅층의 세라믹성분 및 조성비율을 87% Al2O3- 13% TiO2또는 70% Al2O3- 30% Cr2O3, 80% Al2O3- 20% ZrO2로 한 세라믹 독터블레이드를 얻는 것이다.In the ceramic doctor blade according to the present invention, both sides of the carbon steel sheet are ground polished, and one side is bevel polished and plasma coated on the bevel polished surface with 80% Ni-20% Cr powder, followed by ceramic coating. plasma coating to the powder mixture and the ceramic component and the mole fraction of the ceramic coating layer by a coating method for forming a ceramic doctor blade the ceramic coating layer subjected to a flat bevel grinding cutting cut into a predetermined size, 87% Al 2 O 3 - 13 % TiO 2 or 70% Al 2 O 3 - to obtain a ceramic doctor blade as 20% ZrO 2 - 30% Cr 2 O 3, 80% Al 2 O 3.
Description
본 발명은 제지(製紙) 과정에서 사용되는 코팅머신(coater machine)의 독터블레이드(docter blade)의 세라믹 코팅층 형성 방법 및 세라믹 코팅층 조성물에 관한 것이다. 고급아트지 또는 백상지를 제조함에 있어 종이 표면에 점토와 탄산칼슘(CaCO3)의 혼합물(30:70) 비율을 도포하는데 인쇄되는 활자나 사진등이 인쇄될 때 퍼짐이 없고 선명하게 함인 것이다.The present invention relates to a method for forming a ceramic coating layer of a doctor blade of a coater machine and a ceramic coating layer composition used in a papermaking process. In manufacturing high-quality art paper or woodfree paper, the mixture of clay and calcium carbonate (CaCO 3 ) (30:70) is applied to the paper surface, and the printed type or photograph is printed and printed without spreading.
이와같이 종이의 일측표면에 점토와 탄산칼슘의 혼합물을 도포하는 기계를 코터머신(coater machine)이라 하는데 이 코터머신에 점성체로 된 점토와 탄산칼슘혼합물을 종이위에 얇게 도포하는 기능을 나이프와 같은 형태로 된 독터블레이드(Docter Blade)에 의해 수행하도록 한다.In this way, a machine that applies a mixture of clay and calcium carbonate to one surface of paper is called a coater machine. The function of applying a thin layer of clay and calcium carbonate mixture on the paper to the coater is like a knife. It is performed by a doctor blade.
이와같은 코터머신의 독터블레이드는 일반적으로 강철재질로 되고 나이프(Knife)와 같은 형태로 된 소모성 부품인 것이다. 이 독터블레이드는 점토와 탄산칼슘 혼합물로된 점성체를 도포하는 것이므로 그 날이 쉽게 마모가 일어나므로 그 수명이 매우 짧다할 것이다.A doctor blade of such a cotter machine is generally a consumable part made of steel and shaped like a knife. This doctorblade is a coating of a viscous mixture of clay and calcium carbonate, so that the blade will wear out easily and its life will be very short.
왜냐하면 종이 표면에 도포되는 점토등의 점성체 두께를 극히 얇으면서 정확하게 도포되어야 하므로 독터블레이드가 마모가 일어나면 제조되는 종이의 품질이 크게 악화되기에 독터블레이드의 날 부분에 약간의 마모만 있어도 독터블레이드를 교체하여야 하기 때문이다.Because the thickness of the viscous material such as clay applied to the paper surface should be applied very thinly and accurately, when the doctor blade wears out, the quality of the paper produced is greatly deteriorated. It must be replaced.
따라서 독터블레이드는 소모성 제품으로서 고도의 정밀도가 요구되는 부품인 것이다. 그런데 상기한바처럼 기존의 독터블레이드의 수명이 짧아 1시간 내지 2시간밖에 사용할 수 없어 독터블레이드의 교체를 위해 제지공정의 전공정을 자주 중단하여야 했기에 그만큼 생산성이 떨어졌다 할 것이다.Therefore, the doctor blade is a consumable product and requires high precision. However, as mentioned above, since the life of the existing doctor blade is short and can be used only for 1 to 2 hours, the entire process of the papermaking process must be frequently stopped for the replacement of the doctor blade, so productivity will be reduced.
이와같은 문제점을 개선하기 위하여 탄소강판에 Wo, Mo, Cr등 고경도, 고융점 금속을 코팅한 독터블레이드를 개발 사용하다가 현재는 알루미나(Al2O3)와 지르코니아 혼합분말을 융착 코팅한 세라믹(Ceramic)코팅 독터블레이드를 개발 사용하고 있다.In order to improve this problem, we developed a doctor blade coated with high hardness and high melting point metals such as Wo, Mo, Cr, etc. on carbon steel plates, and now we have ceramic coated with alumina (Al 2 O 3 ) and zirconia mixed powder. Ceramic) Coated doctor blade is developed and used.
이와같은 기존의 세라믹코팅 독터블레이드는 강철재 블레이드에 알루미나 72 volume%, 지르코니아 28 volume% 혼합물을 플라스마(plasma) 융착하여 코팅한 것이다The conventional ceramic coating doctor blade is a plasma-fused coating of alumina 72 volume% and zirconia 28 volume% on a steel blade.
이와같은 종래의 세라믹 코팅블레이드의 제작 과정을 살펴보면 탄소강판(鋼板)의 양측면을 평활하게 연마를 한다음 코팅하고자 하는 면의 일측가장자리에 일정한 경사각을 주어 날을 세우는 베벨(Bevel) 연마를 하고, 코팅하고자 하는 면을 알루미나(Al2O3) 분말 72 volume%, 지르코니아(ZrO2) 28 volume% 혼합물을 코팅하고자 하는 강판 일측면에 플라즈마(plasma) 용융코팅처리 하므로서 강판의 일측면에 세라믹 코팅층이 형성되고 이렇게 세라믹 코팅층이 형성된 강판면에 에폭시, 왁스등 유기물을 도포하는데 이 공정은 에폭시와 왁스가 세라믹 코팅층층내에 있는 기공을 메꾸어 주는 실링 공정인 것인데 다음의 연마공정시 코팅층의 취성 파괴를 막기 위함인 것이다. 그리고 실링공정이 끝나면 세라믹 코팅층의 평활도를 높이기 위해 평면연마한다음 날 부분에 형성된 세라믹 코팅층의 두께를 일정하게 하는 베벨연마를 실시한다음 일정한 사이즈로 재단 절단하여 검사후 출하하는 것이다.Looking at the manufacturing process of the conventional ceramic coating blades such as to smoothly polish both sides of the carbon steel sheet (鋼板) and then to bevel (Bevel) to raise the blade to give a certain inclination angle to one edge of the surface to be coated, coating A ceramic coating layer is formed on one side of the steel sheet by plasma melting coating on one side of the steel sheet to be coated with 72 volume% of alumina (Al 2 O 3 ) powder and 28 volume% of zirconia (ZrO 2 ) mixture. In this process, the organic coating such as epoxy and wax is applied to the surface of the steel sheet on which the ceramic coating layer is formed. will be. After the sealing process is finished, the surface polishing is performed to increase the smoothness of the ceramic coating layer, and then bevel polishing to make the thickness of the ceramic coating layer formed on the blade portion constant and then cut and cut to a certain size before shipment.
상기와 같은 방법으로 세라믹 코팅층을 형성하는 종래의 세라믹 독터블레이드는 그 공정이 다단계로 이루어져 공정단계를 줄일 필요성이 있을뿐 아니라 상기와 같은 조성비율의 알루미나와 지르코니아로 된 세라믹 코팅층을 개선하여 사용수명을 연장할 필요성이 있는 것이다.The conventional ceramic doctor blade forming the ceramic coating layer by the above method is not only necessary to reduce the processing step because the process is multi-stage, but also improves the service life of the ceramic coating layer made of alumina and zirconia of the composition ratio as described above. There is a need to extend it.
본 발명의 목적은 세라믹 독터블레이드에 있어서, 세라믹 코팅층 형성방법을 보다 효과적으로 개선하고 코팅층의 세라믹 성분 및 조성비율을 개선하므로서 코팅층의 내마모성 및 경도를 증대하여 독터블레이드의 수명을 연장하는데 그 특징이 있는 것이다.An object of the present invention is to increase the wear resistance and hardness of the coating layer to extend the life of the doctor blade by improving the ceramic coating layer forming method more effectively and improving the ceramic component and composition ratio of the coating layer in the ceramic doctor blade. .
이하 본 발명에 따른 세라믹 독터블레이드의 코팅층 형성방법 및 코팅층의 세라믹성분 및 그 조성비율에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the method of forming a coating layer of the ceramic doctor blade according to the present invention and the ceramic component of the coating layer and the composition ratio thereof will be described in detail.
제1공정은 연마공정으로 탄소강판의 양측면을 매끄럽게 평면연마하고, 일측면 즉 코팅하고자 하는 면에 일정한 경사각을 주어 날을 세우는 베벨연마를 한다음 제2공정으로 베벨연마면에 800Ni-20Cr 혼합분말로서 플라스마 코팅하는 제1차 금속코팅을 하고, 제3공정으로 세라믹 코팅을 하고자 하는 면 이외의 면에 비닐테이프로 마스킹 처리하고 제4공정으로 세라믹 혼합분말로서 플라스마 코팅하는 제2차 세라믹코팅을 행하고 제5공정으로 세라믹코팅층 위에 에폭시나 왁스를 도포하여 세라믹코팅층에 형성된 기공을 메꾸어 주는 실링(sealing) 공정을 행하여 다음에 행하는 연마공정시 코팅층의 파손을 미연에 방지하고 제6공정으로 평면연마와 베벨연마를 행하여 일정 크기로 재단 절단한다음 검사후 출하한다.The first step is a polishing process to smoothly planar polish both sides of the carbon steel sheet, and to bevel polish the blade by giving a certain inclination angle to one side, that is, the surface to be coated, and then to the second step, 800Ni-20Cr mixed powder As the first metal coating to plasma coating as the first step, the masking treatment with vinyl tape on the surface other than the surface to be ceramic coated in the third step, and the second ceramic coating to plasma coating as a ceramic mixed powder in the fourth step In the fifth step, a sealing process is applied to the ceramic coating layer by filling epoxy or wax to fill the pores formed in the ceramic coating layer, thereby preventing damage to the coating layer in the subsequent polishing process. After grinding, cut to a certain size and inspect and ship.
그리고 상기와 같은 방법으로 독터블레이드에 세라믹 코팅층을 형성함에 있어 코팅층의 세라믹 성분 및 그 조성비율을 살펴보면 제1수단으로 부피비율로서 87% Al2O3- 13% TiO2, 제2수단으로 70% Al2O3- 30% Cr2O3, 제3수단으로서 80% Al2O3- 20% ZrO2의 성분과 조성비율을 사용한다.And wherein the same way as the doctor's in forming a ceramic coating on the blade, ceramic component and 87% Looking at the composition ratio as the volume ratio of the first means Al 2 O of the coating layer 3 - 13% TiO 2, the second means 70% Al 2 O 3 - 30% Cr 2 O 3, 80% Al 2 O 3 as the third means - use the component and the composition ratio of 20% ZrO 2.
상기와 같은 구성 및 작용을 갖는 본 발명에 따른 세라믹 독터블레이드의 세라믹코팅층 형성방법과 세라믹성분 및 그 조성비에 의한 세라믹 독터블레이드는 기존의 세라믹 독터블레이드에 비하여 그 제조방법상 블라스팅처리를 행하지 아니하므로 그만큼 경제적이라 할 것이며, 또한 기존의 세라믹 독터블레이드에 비하여 내마모율이 향상되어 사용수명이 길어졌음을 다음 실험결과로 얻은 독터블레이드 수명비교표에 의하여 증명된다 할 것이다.The ceramic coating layer forming method and the ceramic component and the composition ratio of the ceramic doctor blade according to the present invention having the above-described configuration and operation are not performed by blasting in the manufacturing method as compared to the conventional ceramic doctor blade. It is economical, and the wear life is improved compared to the existing ceramic doctor blade, and the service life is extended.
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