KR20000069589A - 코팅 블레이드 - Google Patents

Abstract

이동하는 웹, 특히 페이퍼 웹(41)과 결합될 가장자리부(7)를 따라 내마모성 코팅부(5)가 제공된 강으로 된 밴드(3)를 포함하는, 이동하는 페이퍼 웹(41)상에 코팅 재료, 특히 코팅 액을 도포하기 위한 코팅 블레이드가 개시된다. 상기 코팅부는 약 10 내지 100의 쇼어 A 경도를 가진 재료로 구성된다.

Description

코팅 블레이드{COATING BLADE}

통상의 블레이드 코팅 기술은 상기 블레이드가 휘어질 수 있는 것, 즉 블레이드의 한쪽 길이방향 가장자리가 이동하는 웹과 결합될 때 블레이드의 단면이 휘어질 수 있다는 사실에 기초하고 있다. 이와 대조적으로 스웨덴 특허 468 344호에서는 블레이드가 휘어지는 것이 아니라 블레이드를 이동하는 웹을 향해서 또는 웹에서 멀어지게 이동시킬 수 있는 이동가능한 부착 특성을 갖는 기술을 개시하고 있다. 이 기술을 이용함에 의해, 본질적으로 구부려지는 능력이 없는 코팅 블레이드를 이용할 수 있게 된다.

코팅 블레이드의 주 기능은 티탄 이산화물, 탄산 칼슘 등의 경질 입자를 포함하는 여분의 코팅 액을 평탄하게 하거나 제거하는 것이므로, 이동하는 웹과 결합하는 블레이드의 가장자리 부분은 연속적으로 마모되어 진다. 이러한 마모는 또한 페이퍼 웹에서 발견되는 고유의 입자에 의해서도 야기될 수 있다. 블레이드가 어느 정도 마모되자 마자, 교환되어야 한다. 이와 같이 블레이드를 교환하자면 비용이 많이 들게 되는데, 한편으로는 본질적으로 블레이드 자체의 비용에 의한 것이고, 다른 한편으로는 블레이드의 교체에 의한 생산 중단에 의해서도 비용이 상승되어 진다.

따라서, 코팅 블레이드의 중요한 특성은 마모 또는 마멸에 대한 저항이 가능한한 높아야 하는 것이다. 종래의 블레이드 코팅 기술에 사용되는 블레이드들도 어느 정도까지 마모에 대해 더 낮은 저항으로 귀결시키는 스프링 특성을 갖고 있으므로, 블레이드 품질은 스프링 특성과 마모에 대한 저항 사이의 타협에 의해 정해진다.

또한, 블레이드의 마모에 대한 저항은 블레이드의 재료에도 의존하게 되므로, 세라믹 재료 또는 크롬 등의 내마모성 재료로써 블레이드의 결합 표면을 코팅하는 방법이 알려져 있다. 이러한 내마모성 층들이 길고 얇은 재료들, 흔히 강으로 된 밴드에 부착되는 관점에서, 제조시의 제한점들로 인해 제조 비용이 고가로 된다.

본 발명은 이동하는 웹상에 코팅 재료를 도포하기 위한 코팅 블레이드에 관한 것으로, 더 구체적으로는 이동하는 페이퍼 웹상에 코팅 액 또는 페이스트를 도포하기 위한 코팅 블레이드에 관한 것이다.

도 1 내지 3은 단면이 변화하도록 설계된 본 발명에 따른 코팅 블레이드의 개략적인 단면도,

도 4는 나란하게 놓인 2개의 코팅 장치가 제공된 본 발명에 따른 장치의 개략적인 사시도, 및

도 5는 연관된 코팅부들을 가진 2개의 나란하게 놓인 코팅 블레이드 둘레의 영역의 상세도이다.

본 발명의 주 목적은 개선된 내마모성의 코팅 블레이드를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 저 비용으로 제조될 수 있는 코팅 블레이드를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 코팅된 층에 대한 품질면에서 장점이 있는 블레이드를 제공하는 것이다. 후술되는 설명으로부터 명백해질 상기 목적들은 이동하는 웹상에 코팅 재료를 도포하는 본 발명의 코팅 블레이드에 의해 달성된다. 본 발명이 그것으로 제한되는 것은 아니지만, 이하에서는 특히 이동하는 페이퍼 웹상에 코팅 액을 도포하는 기술에 대해 설명한다. 본 발명에 따른 코팅 블레이드는, 웹과 결합될 가장자리 부분을 따라 내마모성 코팅이 제공된, 강 또는 다른 형상 불변 재료로 된 밴드를 포함한다. 본 발명에 따르면, 상기 코팅이 비교적 낮은 경도의 재료, 즉 쇼어 A에 따라 측정된 약 10 내지 100의 경도의 재료로 구성되면, 코팅 블레이드의 사용과 관련하여 큰 장점이 얻어지는 것으로 밝혀졌다.

비교적 연질 재료로 코팅된 코팅 블레이드를 사용함으로써 중요한 작동상의 장점과 함께 고 내마모성을 얻을 수 있다는 사실은 당업자들에게도 완전히 경이로운 것이다. 종래 기술에 알려져 있는 바로는, 고 내마모성을 얻도록 세라믹, 금속 등의 경질 재료로 코팅하였으며, 이러한 타입의 경질 코팅의 부착을 위해 사용되어야 하는 비교적 복잡한 기술에 의하면 제조 비용이 상승하게 됨으로써, 바람직스럽지 않게도 최종 제품이 고가로 된다.

본 발명에 따르면, 코팅 블레이드에 도포될 코팅은 약 30 내지 80, 더 바람직하게는 40 내지 70의 쇼어 A 경도를 갖는 것이 바람직하다. 상기 쇼어 A경도는 약 50 내지 60 범위내가 특히 바람직하다.

본 발명에서는, 코팅으로서 비교적 연질 재료를 이용할 수 있는 가능성, 및 상기 코팅 재료가 유기 폴리머로 구성될 수 있음이 발견되었다. 유용한 폴리머의 예로는, 폴리우레탄, 스티렌부타디엔 폴리머, 즉 고무 타입의 폴리머, 및 폴리올레핀이 있다.

특히 바람직한 타입의 폴리머는 폴리우레탄이며, 통상의 방식에서의 폴리우레탄 건축 석재는 폴리올레핀 또는 디이소시아네이트로 구성된다. 폴리우레탄 시스템의 통상적인 디이소시아네이트는 톨루엔 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트 및 나프탈렌 디이소시아네이트이다. 또한, 다소 덜 사용되는 디이소시아네이트로는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 및 이소포론 디이소시아네이트가 있다. 폴리우레탄은, 예컨대 에스테르우레탄, 에테르우레탄 및 히드록시-말단 폴리부타디엔에 기초한 우레탄등이 유용하다.

본 발명에 사용되는 어떤 타입의 폴리우레탄이라도 그의 경도가 상기 주어진 범위내에 있다면 실질적으로 이용할 수 있다.

본 발명에 따른 기술을 이용하여 실행된 실험에서는 상기 재료가 고내마모성 또는 내마멸성을 제공할 뿐만 아니라 개선된 파이버 커버리지(fiber coverage) 및 작동성, 즉 파괴 회수가 작은 다른 장점도 제공하는 것으로 밝혀졌다. 연질 재료의 코팅은 페이퍼 표면에 대한 개선된 유연성을 제공하여 종래의 경질 블레이드 또는 블레이드 코팅에 비해 낮은 퍼팅(puttying) 효과를 나타낸다. 개선된 작동성은 블레이드의 가장자리에서의 연질 코팅이 페이퍼 웹 또는 코팅 페이스트에 존재하는 입자에 의해 상기 연질 재료가 탄력적으로 변형됨으로써 그 입자를 더 용이하게 통과시킬 수 있다는 사실에 기인하는 것이다. 입자가 통과한 직후에, 코팅 재료는 그의 시작 위치로 복귀된다.

이동하는 웹과 결합하는 블레이드의 가장자리에서의 코팅의 탄성의 관점에서, 상기 블레이드 가장자리는 어느 정도 페이퍼 표면의 외형에 적합하게 되어 있음으로써 코팅 층이 종래의 경질 블레이드 또는 블레이드 코팅을 이용한 코팅의 경우보다 더 균일한 방식으로 기본 페이퍼의 파이버를 커버하게 되는 원하는 효과를 얻게된다. 이 효과는 광범위한 예비 실험들에 의해 나타났으며, 이 실험에서 파괴 회수 및 파이버 커버리지에 대한 결과를 연구하였다. 파괴 회수를 비교하도록 블레이드에서 발생하는 웹의 파괴 회수가 계산되었다. 이러한 실험들은 기본 페이퍼 품질, 실험 시간, 코팅 기계 가변성 등에 대해 동일한 조건하에서 실행되었다.

파이버 커버리지에 대해 비교하도록 상기 결과들은 소위 "연소 시험" 및 색상의 흡수 타입 "크로다(kroda)"에 의한 컬러링에 의해 연구되었다. 연소 시험은 코팅된 페이퍼 표면을 약 10%의 염화 암모늄 용액으로 습윤시킨 상태에서 실행된다. 가열 피스톨을 이용하거나 또는 노에서 페이퍼가 약 300 내지 400℃로 가열될 때 상기 화학 약품은 셀룰로오스 파이버를 거뭇하게 하였다. 그후, 어두운 기재와 대조적으로 하얀 코팅 층이 나타나게 된다.

이 시험은 코팅 층이 페이퍼의 표면상에 어떻게 분포되는 가를 아주 명확하게 보여준다. 이 비교의 결과는, 본 발명에 따른 폴리머 코팅 블레이드에 의하면 불꽃같은(flamy) 결과를 초래하는 종래 타입의 강제 블레이드에 비해 더 균일한 두께로 된 코팅 층이 형성되며 따라서 페이퍼 표면의 "움푹한 곳"에는 더 많은 량의 코팅이 제공되고 페이퍼 표면의 "볼록한 곳"에는 더 적은 코팅이 제공되게 된다.

또한, 컬러링 시험에서도 코팅 층이 더 얇은 부분에는 색소가 더 많이 흡수되는 동일한 결과를 보여준다. 페이퍼 표면의 "움푹한 곳"들이 폴리머로 코팅된 블레이드로써 채워진다는 관점에서, 표면 불균일이 어느 정도 남게되는 강제 블레이드와 비교할 때, 파괴 회수가 감소되고 파이버 커버리지가 개선되는 긍정적인 효과들이 페이퍼 품질면에서 더욱 중요하게 된다.

본 발명에 따라 코팅 블레이드에 사용되는 강제 밴드는 약 0.2 내지 2mm 범위내의 두께를 가진다. 도포되는 코팅은 약 0.5 내지 5mm 범위내의 두께를 가진다.

본 발명에 따른 코팅 블레이드의 다른 실시예에서, 코팅부는 상기 가장자리 부분을 덮게 되고 이동하는 웹상에 결합되는 코팅 표면을 확대하도록 챔퍼(chamfer)가 제공된다.

블레이드의 평면에서 볼때 그의 길이방향에 대해 수직한 코팅의 폭은 약 5 내지 25mm이지만, 이 치수로 특별히 한정되지는 않는다.

또한, 본 발명은 웹을 지지하여 이송하는 수단 및 상기 웹과 엇갈리게 연장하며 그의 일 가장자리 부분이 웹과 결합하며, 그 반대쪽 가장자리에서는 블레이드를 휘어지게 하지 않고 상기 가장자리 부분을 향하거나 멀어지게 이동시킬 수 있게 각 블레이드를 체결하고 있는 블레이드 홀더에 배열된 2개의 대향하는 코팅 블레이드를 포함하는, 이동하는 웹의 코팅을 위한 장치를 제공한다. 본 발명의 상기 장치에서는, 대향하는 코팅 블레이드들 사이로 진행되는 웹과 결합하도록 각 블레이드를 이동시킬 수 있게 상기 가장자리 부분에 가압 수단이 배열된다. 상기 장치의 특징은 양쪽 코팅 블레이드에 상기 설명한 바에 따라 코팅부가 제공된다는 것이다.

본 발명에 따른 장치는 낮은 파괴 회수로 제조하기가 어려운 얇은 페이퍼 재질의 코팅에 특히 적합하다. 2개의 대향하는 코팅 블레이드들 사이로 웹이 공급되는 코팅 기술에서는, 연질 코팅을 가진 블레이드의 사용이 특히 유리하다. 나란하게 놓인 코팅 블레이드를 사용하여 이동하는 웹의 양면 코팅을 위한 본 발명의 장치에서는, 파괴 회수가 감소됨이 예비 실험에서 나타났다. 나란하게 놓인 코팅 블레이드를 사용하는 방법은 종래의 경질 블레이드 또는 블레이드 코팅을 이용할 때 웹이 쉽게 파괴되는 점에서 종전에는 이용이 제한된 것으로 알려져 있다. 상기 웹의 파괴는 페이스트 및/또는 웹의 부스러기 또는 입자들이 종종 억류되지 않은 블레이드들 사이의 조여지는 부분을 통과할 수 없어서 웹을 파열시킴으로써 발생된다.

종래의 강제 블레이드 및 결합 가장자리 부분을 따라 약 60°의 쇼어 A 경도 및 이와 유사한 조건의 디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI)에 기초한 폴리우레탄으로 된 폴리머로 코팅된 본 발명의 강제 블레이드 사이의 비교 시험의 예들에서, 종래의 블레이드에서는 2시간 동안 11회의 파괴가 발생된 반면에, 폴리우레탄으로 코팅된 블레이드에서는 전혀 파괴가 발생되지 않았다.

본 발명에 따르면, 경질 캐리어 재료상에 연질 코팅을 이용함에 기초한 기술은 상기한 타입의 폴리우레탄의 사용만으로 제한되는 것이 아니라 신뢰성있는 생산에 연관된 낮은 파괴 회수 및 품질을 양립시킬 수 있는 작동 조건을 만족시키는 경도 특성을 가진 다른 재료로도 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 코팅 블레이드의 특징은 상기 코팅이 강 또는 직선성, 폭, 길이 및 두께 등의 요구되는 형상 및 위치 공차에 부합하는 다른 치수 안정형 재료로 된 밴드 형태의 캐리어 재료상에 가황, 아교 접착 또는 캐스팅에 의해 부착된다는 점이다. 연질 코팅 재료를 이용한 본 발명에 따른 기술에서는 강제 밴드가 코팅에 손상을 주거나 또는 분리시키지 않고 구부려지거나 감겨질 수 있는 장점을 제공한다.

이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 강으로 된 밴드(3), 상기 밴드(3)의 가장자리부(7)에 걸쳐있는 코팅부(5)를 포함하는 코팅 블레이드(1)의 가장자리 부분을 나타낸 도면이다. 강제 밴드(3)는 그의 외측 가장자리에 챔퍼(9)가 제공되며, 코팅부(5)는 대응 챔퍼(11)를 갖고 있음으로써, 이동하는 웹에 대한 결합 표면이 확대된다.

도 2는 코팅부(5)의 다른 실시예를 나타내며, 이 경우에는 강제 밴드(3)의 외측 가장자리(17)를 덮는 부분(15)이 제공된다.

마지막으로, 도 3은 본 발명에 따른 코팅 블레이드의 제 3 실시예를 나타내며, 강제 밴드(3)의 외측 가장자리(17)는 직선형이고 코팅되지 않는다. 이 실시예에서, 코팅부(19)는 4면체 단면으로 설계되고, 또한 챔퍼(11)는 이동하는 웹에 대한 결합 표면을 한정한다.

도 1 내지 3에 도시된 실시예들에서, 정해진 치수 및 각도들이 지정되어 있다. 다음의 표에서, 상기 치수 및 각도들에 대한 값들 및 간격들이 주어진다. 치수들(a,b,c,d)에 있어서, 측정치는 밀리미터로 되어 있다.

표

	a	b	c	d	α	β	χ	δ
도 1의 예시	0.8	2.0	2.0	-	30°	20°	5°	-
도 1-2의 바람직한 범위	0.6-1	1-2.5	1-2.5	-	15°-45°	15°-35°	0-10°	-
도 1-2의 범위	0.25-2	0.5-5	0.5-5	-	0-60°	5°-50°	0-15°	-
도 3의 범위	0.25-2	-	0.5-5	0.5-5	0-60°	5°-50°	-	0-75°

도 4는 2개의 나란한 블레이드 코팅 장치(25,27)를 포함하는 본 발명에 따른 장치를 도시한다. 각 블레이드 코팅 장치는 코팅 블레이드(29,31) 및 각 블레이드를 이동가능하게 부착함으로써 그 블레이드들이 이동하는 웹을 향해서 또는 웹에서 멀어지게 이동할 수 있도록 작동하는 블레이드 홀더(33,35)를 포함한다. 상기 블레이드들(29,31)은 그들의 가장자리 근방에서 블레이드들을 작용시키는 가압 레지(ledge)(37,39)에 의해 이동하는 웹(41)에 대해 결합하도록 옮겨진다.

도 4에 개략적으로만 도시된 블레이드 코팅 장치(25,27)는 특허 출원 WO93/05887호에 개시된 장치에 따라 설계될 수 있으며, 상세한 구조에 대해서는 상기 특허 출원의 내용을 참조하기 바란다.

도 4에 명백하게 도시된 바와 같이, 페이퍼 웹(41)은 2개의 코팅 블레이드(29,31) 사이의 조여지는 부분으로 하방으로 공급된다. 상기 조여지는 부분에 이르기 전에, 페이퍼 웹(41)은 개략적으로 도시된 도포기(43,45)에 의해 그의 양쪽 측면상에 코팅 페이스트가 도포되며, 상기 도포기는 코팅 블레이드들(29,31) 사이의 조여지는 부분에 이르기 전에 코팅 페이스트의 폰드(pond)(47)를 형성한다.

도 5는 코팅부(5)가 둥글려진 결합 표면(11)을 갖는 나란한 코팅 블레이드들(29,31)의 가장자리 둘레의 영역의 상세한 도면이다.

본 발명에서는 이동하는 페이퍼 웹상에 코팅 액 또는 페이스트를 도포하기 위한 코팅 블레이드를 제공한다.

본 발명은 상기 실시예들로 제한되지 않으며, 당업자들에 의해 변화 및 개조가 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허청구의 범위에 의해서만 제한되된다.

Claims (10)

1. 이동하는 웹, 특히 페이퍼 웹(41)과 결합될 가장자리부(7)를 따라 내마모성 코팅부(5)가 제공된 강으로 된 밴드(3)를 포함하는, 이동하는 페이퍼 웹(41)상에 코팅 재료, 특히 코팅 액을 도포하기 위한 코팅 블레이드에 있어서,

   상기 코팅부(5)는 약 10 내지 100의 쇼어 A 경도를 가진 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 코팅 블레이드.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 재료는 약 30 내지 80, 바람직하게는 40 내지 70의 경도를 갖는 것을 특징으로 하는 코팅 블레이드.
3. 제 1 항 또는 2항에 있어서, 상기 재료는 유기 폴리머로 구성되는 것을 특징으로 하는 코팅 블레이드.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 유기 폴리머는 폴리우레탄, 스티렌-부타디엔 폴리머 및 폴리올레핀중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 코팅 블레이드.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 유기 폴리머는 폴리우레탄인 것을 특징으로 하는 코팅 블레이드.
6. 전술한 항들중 어느 한 항에 있어서, 상기 강제 밴드(3)는 약 0.2 내지 2mm 범위내의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 코팅 블레이드.
7. 전술한 항들중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅부(5)는 약 0.5 내지 5mm범위내의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 코팅 블레이드.
8. 전술한 항들중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅부(5)는 상기 가장자리부(7)를 덮고 있으며 웹(41)에 대한 결합 표면(11)을 확대시키기 위한 레벨이 제공되는 것을 특징으로 하는 코팅 블레이드.
9. 전술한 항들중 어느 한 항에 있어서, 상기 블레이드(1)의 평면에서 볼 때 블레이드(1)의 길이 방향에 대해 수직하게 배치되는 상기 코팅부(5)는 약 5 내지 25mm의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 코팅 블레이드.
10. 웹(41)을 지지하여 이송하는 수단, 상기 웹(41)과 엇갈리게 연장하며 그의 일 가장자리 부분이 웹과 결합하며, 그 반대쪽 가장자리에는 블레이드(29,31)를 휘어지게 하지 않고 상기 가장자리부(7)를 향하거나 멀어지게 이동될 수 있게 각 블레이드를 체결하고 있는 블레이드 홀더(33)에 배열된 2개의 대향하는 코팅 블레이드(29,31), 및 대향하는 코팅 블레이드들(29,31) 사이로 진행되는 웹(41)과 결합되도록 각 블레이드(29,31)의 상기 가장자리부(7)를 이동시킬 수 있게 배열된 가압 수단(37,39)을 포함하는, 이동하는 웹(41)의 코팅을 위한 장치에 있어서, 양쪽 코팅 블레이드(29,31)는 청구항 1 내지 9항중 어느 한 항에서 청구된 바에 따라 설계됨을 특징으로 하는 코팅 장치.