KR20030072388A

KR20030072388A - 자기 조정 블레이드

Info

Publication number: KR20030072388A
Application number: KR10-2003-7009810A
Authority: KR
Inventors: 베란안토이네; 프레티실파노
Original assignee: 비티지 에클레펜 엣스.에이.
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2002-02-07
Publication date: 2003-09-13
Also published as: SE0100505L; ES2227442T3; SE517846C2; JP2004517730A; CN1491136A; DE60201258T2; DE60201258D1; PL198100B1; EP1360015B1; EP1360015A1; BR0207040B1; US6681692B2; CA2438627C; PL363450A1; BR0207040A; ATE276050T1; CN1289206C; US20020157548A1; TW579304B; WO2002066173A1

Abstract

제1면 및 제2 면 사이의 제1 방향으로 연신된 강철 스트립을 포함하는 이동작업면과 연동하는 자기조정 블레이드에 있어서, 상기 스트립은 상기 작업면과 접촉하기 위해 상기 제1면을 따라 모서리 부분을 가지며, 상기 모서리 부분은 상기 스트립의 나머지 부분의 경도를 초과하는 경도로 경화되는 자기 조정 블레이드가 제공된다. 상기 자기 조정 블레이드는 적어도 작업면과 접촉하는 부분상에서 상기 모서리 부분의 거의 전부를 피복하는 저 내마모성 원료의 코팅을 갖고 있다.

Description

자기 조정 블레이드{A self-adjusting blade}

본 발명은 본 명세서에 한정되는 것은 아니지만, 하기에서는 종이 기재의 코팅과 관련하여 주로 설명할 것이다.

통상의 코팅 수법에 사용되는 블레이드는 보통 상이한 유형의 원료로 제조된다. 이러한 원료중에서 고강도의 경화되고 연화된 탄소강, 영국특허 2 130 924호에 기재된 것과 같이 모서리나 선단에서 세라믹 경질 내마모성 원료로 피복된 블레이드 기재 및 EP 0 672 761호에 기재된 것과 같이 모서리 부분이 부분적으로 경화된 저합금강을 들 수 있다.

경화되고 연화된 탄소강으로 제조된 블레이드는 내마모성이 아주 불량해서 베이스 종이와 코팅 칼러 안료에 의해 유발된 연마 마모로 인하여 자주 교체해 주어야 한다. 이들의 경도는 강철 스트립의 두께에 따라서 전형적으로 500 내지 600 HV 범위이다.

한편 이러한 강철 블레이드의 낮은 내마모성으로 인하여 코터(coater) 기기에 내장될 때 짧은 자기조정 기간이 허용된다. 이로 인하여 블레이드는 사용하기 쉬우며 정확한 코터 설치 또는 블레이드 홀더(holder)를 따른 기존의 기하학적 조건의 불균형에도 덜 민감하게된다. 이것은 엄격한 블레이드 모드를 이용한 코팅, 즉 블레이드의 선단과 코터상의 종이 사이의 각도가 흔히 20°이상으로 클 때 특히 중요하다.

탄소강 블레이드의 다른 특징은 엄격한 블레이드 모드시 코팅 칼러 입구 부위에서의 이들의 마모성이다. 문헌 (Schachtel 등, Wochenblatt fuer Papierfabrikation 16-1993, p 661-667)에 의하면, 둥근 마모 형태를 얻을 수 있다(참고문헌의 도 1 참조). 블레이드와 베이스 종이 사이의 접촉 입구 부위에서 작지만 눈에 보이는 반경(r)이 형성된다. 이 반경은 코팅 칼러 침범의 부식 효과 및 종이 섬유의 마모 효과의 조합에 의해 기인한 것이다. 이러한 특징은, 안료가 주로 높은 형상인자를 갖는 입자(platelets)에 의해 구성되는 로토그라비아 유형의 코팅방식에 아주 중요하다. 이러한 반경(r)의 존재는 블레이드 하부를 통과하기 전의 코팅 칼러 안료의 적합한 배향에 조력하여 최적의 인쇄 특징을 나타내게한다.

세라믹 코팅된 블레이드와 같은 경질원료가 선단에 제공되어 있는 블레이드 뿐만 아니라 모서리부분이 경화된 저합금강 블레이드는 수명의 측면에서 볼 때 탄소강 블레이드 보다 훨씬 더 우수하게 작용한다. 경질 소재가 선단에 제공된 블레이드는 선단의 경도값이 전형적으로 900 내지 1200 HV인 반면에, 부분적으로 경화된 모서리 부분을 갖는 저합금강 블레이드의 경도값은 약 800 HV에 이르며, 나머지 블레이드 부분의 경도값은 약 600 HV에 이른다.

내마모 특성은 이러한 블레이드의 공업적 측면에서 중요한 인자이지만, 이러한 특성은 동시에 블레이드의 정확한 주행 조건 및 코팅 기기에 블레이드 홀더의 설치에 따라 각각의 선단 디자인에 특이적으로 적응시킬 필요성이 있는 측면에서 이들의 사용을 제한시키기도 한다. 높은 내마모성은, 주행기간 동안 경사면을 조정하는데 너무 오래 걸리기 때문에, 부정확한 설치가 용인되지 않을 것이다. 이것은 공업적인 코팅 조건에서는 보통 허용되지 않으며 또 코팅된 종이의 불량한 MD 및/또는 CD 프로파일 및/또는 불량한 표면 품질을 유발한다. 또한, 상술한 바와 같은 입구 지점의 둥근모양이 쉽게 형성되지 않을 것이다.

본 발명은 이동작업면과 연동되며, 인쇄산업, 플렉소그라비아 또는 로토그라비어 수법에서 코팅, 크레이핑, 독터링 및 기타 스크레이핑 작업에 유용한 자기조정(self-adjusting) 블레이드에 관한 것이다.

도1 및 도2는 이동면과 면하는 블레이드의 2개 유형의 부정확한 설치를 도시하는 다이아그램;

도3은 주행기간후 블레이드의 연동면을 도시하는 다이아그램; 및

도4는 본 발명에 따른 블레이드의 상세부분의 단면을 도시하는 다이아그램.

발명의 간단한 요약

상술한 특징은 종래기술에서 제기된 문제를 해결하기 위한 기초를 형성하며 본 발명은 고 내마모성 원료를 사용하는 이점을 저 내마모성 원료를 사용하는 이점과 조합한 해결책을 제공하기 위한 것이다.

따라서, 본 발명의 제1 목적은 블레이드가 로딩될때와 주행되는 기간 동안 탄소강 블레이드와 유사하게 작용하는 블레이드, 즉 자기조정 성능을 갖는 블레이드를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 짧은 주행 기간 후에 저합금강 블레이드의 부분적으로 경화된 모서리 부분과 동일한 방식으로 작용하여 높은 내마모 성능을 나타내는 블레이드를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 마모되어 둥근 입구 접촉 부위를 형성할 수 있고,베이스 종이와 코팅 칼러와 접촉하는 측량 표면의 주요 부분은 부분적으로 경화된 부분을 갖는 저합금강 블레이드와 유사하게 작용하는 블레이드를 제공하는 것이다.

상술한 목적과 이하에 기재한 본 발명의 상세한 설명으로 부터 분명해지는 다른 목적을 위해 이동작업면과 연동되는 자기조정 블레이드를 제공한다. 이 블레이드는 제1면 및 제2 면 사이의 제1 방향으로 연신된 강철 스트립을 포함하며, 상기 스트립은 상기 작업면과 접촉하기 위해 상기 제1면을 따라 모서리 부분을 가지며, 상기 모서리 부분은 상기 스트립의 나머지 부분의 경도를 초과하는 경도로 경화된다. 상기 제2면은 통상의 방식으로 블레이드 홀더에 부착시키기 위한 것이다. 본 발명에 따른 블레이드는 적어도 작업면과 접촉하는 부분상에서 상기 모서리 부분의 거의 모든 부분을 피복하는 저 마모성 원료의 코팅을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제1 구체예에 따르면, 상기 강철 스트립은 약 400 내지 600 HV의 경도로 경화된 저합금강으로 구성되며, 상기 모서리 부분은 약 700 내지 900 HV의 경도로 더 경화된다.

이러한 블레이드의 바람직한 구체예는 상기 강철 스트립이 하기 조성(중량%)을 갖는 냉간 경화되고 연화된 스트립에 의해 구성되는 블레이드이다:

C0.46 - 0.70;

Si0.2 - 1.5;

Mn0.1 - 2.0;

Cr1.0 - 6.0;

Mo0.5 - 5;

V0.5 - 1.5;

B≤ 0.01;

Ni≤ 1.0;

Nb≤ 0.2.

저 내마모성 원료는 약 200 내지 600 HV의 경도를 갖는다. 적합한 원료는 순수한 금속, 합금, 산화물, 중합체 또는 이들의 2 이상의 혼합물이다.

저 내마모성 원료는 4%이하의 O₂를 함유하는 몰리므덴, Ni- 또는 Co-기제 합금, Cu-기제 합금, AlSi/폴리에스테르 블렌드 또는 Co-기제 중합체 블렌드 또는 스테인레스강으로부터 선택되는 것이 특히 바람직하다.

블레이드의 모서리 부분을 이동면에 적응하기 쉽게하기 위해 이동면과 접촉하는 면상에 경사면을 제공하는 것이 바람직하다.

블레이드 기재의 두께는 약 0.15 내지 약 0.8 mm로 다양할 수 있다. 자기 조정 코팅의 두께는 약 1 내지 약 100 ㎛, 바람직하게는 20 내지 50 ㎛ 범위인 것이 바람직하다.

발명의 상세한 설명

도면의 도1 내지 도3은 각도 α가 약 20˚ 이상인 가파른 모드하에서 동작하는 탄소강 블레이드의 작동 부분을 도시하는 다이아그램이다. 예컨대 종이 코팅중의 지지 롤의 이동면(1)은 화살표 방향으로 이동한다. 블레이드(3)의 작동 부분에는 이동면에 적응하기 위한 경사면(5)이 제공된다.

도1은 언덕에서 약간 정확하지 않게 설치되는 새로이 설치된 블레이드(3)에 관련된 상황을 도시한다. 도2는 발끝에서 부정확한 설치의 다른 상황을 도시한다. 도3은 짧은 주행기간 후 블레이드(3)를 도시하며, 이때 블레이드는 마모에 의해 주행면(1)과 정확하게 접촉하도록 조정되며 소형 반경(r)이 입구지점에서 형성된다.

도4는 본 발명에 따라 고안된 블레이드를 도시한다. 약 600 HV의 경도로 경화되고 연화된 강철 스트립(7)은 약 780 HV의 경도로 더 경화되고 연화된 모서리 부분(9)을 갖는다. 본 발명에 따른 블레이드에 사용하기에 바람직한 강철 스트립은 우데홀름 스트립 롱라이프 코터 블레이드(Uddeholm Strip Longlife Coater Blade) (스웨덴 뭉크포스 소재의 Uddeholm Strip Steel AB 제조)이다.

주어진 경사면(11)으로 경사진 강철 스트립(7)의 모서리 부분(9)상에는, 자기 조정 성능을 가진 원료층이 부가된다. 이 코팅(13)은 약 100 내지 600 HV, 바람직하게는 약 100 내지 400 HV의 경도를 가져야한다. 코팅(13)은 상술한 경도를 갖는 어떤 원료일 수 있으며 금속, 합금, 저경도 산화물 또는 산화물 혼합물, 중합체 또는 이들의 혼합물 또는 조성물과 같은 광범위한 원료군으로부터 선택될 수 있다. 바람직한 원료는 플라즈마, 아크 와이어 또는 HVOF를 사용한 분무에 의해 도포될 수 있는 금속성질의 원료이다. 상기 원료는 PVD, CE PVD 등과 같은 갈바닉 수법 또는 박막 수법에 의해 도포될 수 있다. 특히 바람직한 코팅 원료는 하기 실시예에 기재한 바와 같은 플라즈마 분무에 의해 도포되는 구리-알루미늄 합금과 같은 구리-기제 합금이다.

본 발명은 특정 실시예에 의해 더욱 자세하게 기재되지만, 이는 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 이들 실시예에서 부 및 %는 특별히 언급하지 않는 한 중량기준이다.

실시예 1

본 발명에 따른 자기 조정 블레이드 및 통상의 모서리 부분이 경화된 저합금 강철 블레이드를 사용하여 파일럿 코터상에서 비교시험을 실시하였다.

조건은 다음과 같았다:

베이스 종이:34 g/m²(Stora Enso)

코팅 칼러 배합:전형적인 로토등급

80 건조 부 카올린 수프라스무쓰 (Imerys)

20 건조 부 Talc Helicoat 533 GR (Luzenac)

5 건조 부 아크릴릭 라텍 pr8763x (BASF)

1 건조 부칼슘 스테아레이트 C104 (Nopcoat)

고형분 함량: 약 56%

점도: 약 1000 mPa:s

코터 조건:롤 도포기, Beloit

S-matic 헤드

속도:1200 m/분

블레이드 두께: 0.381 mm

블레이드 경사: 45°(가파른 모드)

발끝에서 블레이드 설치 (48 내지 49°)

타겟 코트 중량: 8 g/m²/면

강철 블레이드는 Uddeholm ("참조용")으로부터 모서리 부분 경화된 선단을 갖는다. 본 발명에 따른 블레이드는 참조용으로 사용된 강철 블레이드와 동일한 강철 기재로 제조되며, 즉 상층으로 구리-알루미늄 합금(Sulzer metco Diammalloy 1004)을 갖는 모서리 부분 경화된 선단(Uddeholm 제조)은 대기 플라즈마 분무에 의해 도포되고 분무후 약 50 미크론의 층으로 그라운드된다("본 발명").

단시간의 파일럿 시험(약 20분)후 코팅된 종이 품질에 대해 얻은 결과는 다음과 같았다:

참조용: 8.7 광택 (Gardner)

본 발명: 9.7 광택 (Gardner)

Keops 얼룩시험(Techpap-F)을 이용하여 연소 시험을 분석하고 그 결과를 하기 표에 나타낸다.

표

상기 시험에서, 얼룩지수가 낮을수록 섬유 커버력이 더 우수하다.

광택수의 향상뿐만 아니라 연소시험에서의 향상은 서로 상관관계가 있다. 본 발명의 블레이드는 본 발명의 블레이드는 주행기간의 시간을 감소시킬 때 우수한 코팅 품질을 신속하게 달성하도록 한다.

실시예 2

하기 조건하에서 오프라인 코터상에서 실제 실험을 실시하였다:

베이스 종이70 g/m²

코팅 헤드:1 및 2 (프리코트)

속도: 약 900 m/분

코트중량: 약 10 g/m²/면

블레이드 홀더 각도:39°

블레이드 두께:0.381 mm

블레이드 유형:35°경사를 갖는 실시예 1에서와 동일

(가파른 모드)

수명: 61/2 시간

마모된 블레이드의 기하를 분석하면, 본 발명의 상세한 설명에 따르면, 코팅 칼러 입구에서 둥근 형상을 나타낸다. 이러한 특정 경우, 반경(r)의 측정치는 약 100 미크론이다. 이는 종래기술의 기술배경 및 상태에서 기재한 바와 같이, 저 내마모성 층이 경사면의 형상을 정상 강철 블레이드로서의 코팅 칼러 유동에 적응시키기는 능력을 확인시켜준다.

Claims

제1면 및 제2 면 사이의 제1 방향으로 연신된 강철 스트립을 포함하는 이동작업면과 연동하는 자기조정 블레이드에 있어서,

상기 스트립은 상기 작업면과 접촉하기 위해 상기 제1면을 따라 모서리 부분을 가지며,

상기 모서리 부분은 상기 스트립의 나머지 부분의 경도를 초과하는 경도로 경화되며,

저 내마모성 원료의 코팅은 적어도 작업면과 접촉하는 부분상에서 상기 모서리 부분의 거의 모든 부분을 피복하는 것을 특징으로 하는 자기 조정 블레이드.
제1항에 있어서,

상기 강철 스트립은 약 400 내지 600 HV의 경도로 경화된 저합금강으로 구성되며,

상기 모서리 부분은 약 700 내지 900 HV의 경도로 더 경화되는 자기 조정 블레이드.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 저 내마모성 원료는 약 100 내지 600 HV의 경도를 갖는 자기 조정 블레이드.
제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 강철 스트립은 하기 조성(중량%)을 갖는 냉간 경화되고 연화된 스트립으로 구성되는 자기 조정 블레이드:

C0.46 - 0.70;

Si0.2 - 1.5;

Mn0.1 - 2.0;

Cr1.0 - 6.0;

Mo0.5 - 5;

V0.5 - 1.5;

B≤ 0.01;

Ni≤ 1.0;

Nb≤ 0.2.
제4항에 있어서, 상기 원료는 순수한 금속, 합금, 산화물, 중합체 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 자기 조정 블레이드.
제5항에 있어서, 상기 원료는 4%이하의 O₂를 함유하는 몰리므덴, Ni- 또는 Co-기제 합금, Cu-기제 합금, AlSi/폴리에스테르 블렌드 또는 Co-기제 중합체 블렌드 또는 스테인레스강으로부터 선택되는 자기 조정 블레이드.
제6항에 있어서, 상기 원료가 구리-알루미늄 합금으로 구성되는 자기 조정 블레이드.
제1항 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 모서리 부분에 경사면이 제공되어 있는 자기 조정 블레이드.