(57)【要約】紙の製造、特にカレンダーに使用されるのに適しているドクターブレード(１０)が提供される。ドクターブレードは、前縁に複数の鋸歯(２４)を含む。
2005533935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線上で回転するロールの周面に対して適用するために構成された細長い縁部を有する本体を含み、
前記縁部は、複数の鋸歯を画定し、前記鋸歯は、それらの深さ以上の幅を有するドクターブレード。
【請求項２】
前記本体は、傾斜面を含む、請求項１に記載のドクターブレード。
【請求項３】
少なくとも幾つかの前記鋸歯は、半球形状を有する、請求項１に記載のドクターブレード。
【請求項４】
少なくとも幾つかの前記鋸歯は、約１.５０ｍｍ〜８.５０ｍｍの深さを有する、請求項１に記載のドクターブレード。
【請求項５】
前記鋸歯は、前記ドクターブレードの前記幅の２５％を超えない深さを有する、請求項１に記載のドクターブレード。
【請求項６】
前記鋸歯の深さは、前記ドクターブレードの前記幅の約１０％〜１５％である、請求項５に記載のドクターブレード。
【請求項７】
前記鋸歯の深さは、縁部に沿って非均一である、請求項４に記載のドクターブレード。
【請求項８】
前記鋸歯は、約６.３５ｍｍ〜１４.３０ｍｍの幅を有する、請求項１に記載のドクターブレード。
【請求項９】
前記鋸歯の幅の合計は、前記ドクターブレードの前記長さの約３０％〜６０％である、請求項１に記載のドクターブレード。
【請求項１０】
前記鋸歯の前記幅の合計は、前記ドクターブレードの長さの約４０％〜５０％である、請求項９に記載のドクターブレード。
【請求項１１】
前記鋸歯は、概鋸歯の中心から隣接する鋸歯の中心に測定して約９.５０ｍｍ〜２５.４０ｍｍの空間で前記縁部に配置されている、請求項１に記載のドクターブレード。
【請求項１２】
前記鋸歯の前記空間は、前記縁部に沿って非均一である、請求項１に記載のドクターブレード。
【請求項１３】
前記縁部は、複数のレリーフカット部分を画定する、請求項１に記載のドクターブレード。
【請求項１４】
前記レリーフカット部分は、前記少なくとも幾つかの鋸歯の底面から前記ドクターブレードの幅内に延びている、請求項１３に記載のドクターブレード。
【請求項１５】
回転軸線上で回転するロールの周面に対して適用するために構成された細長い縁部を有する本体を含むドクターブレードであって、
前記縁部は、各々が前記少なくとも幾つかの鋸歯の底面からドクターブレードの幅に亘って延びる複数の鋸歯および複数のレリーフカット部分を画定するドクターブレード。
【請求項１６】
前記レリーフカットは、鋸歯に１つおきに形成される、請求項１５に記載のドクターブレード。
【請求項１７】
前記鋸歯およびレリーフカットの組み合わされた深さは、前記ドクターブレードの幅の約１５％〜３０％である、請求項１５に記載のドクターブレード。
【請求項１８】
回転軸線上で回転するロールの周面に対して適用するために構成された細長い縁部を有する本体を含むドクターブレードであって、樹脂で含浸された複数の繊維層および複数の鋸歯を画定する縁部を含む複合材料を含むドクターブレード。
【請求項１９】
前記本体は、傾斜面を含む、請求項１８に記載のドクターブレード。
【請求項２０】
前記複合材料は、複数の単一方向の繊維層および複数の補強繊維層を含む層構造を有する、請求項１８に記載のドクターブレード。
【請求項２１】
前記樹脂は、熱可塑性樹脂およびエポキシ樹脂から成る群から選択される、請求項１８に記載のドクターブレード。
【請求項２２】
前記樹脂は、約６５℃〜３１５℃のガラス遷移温度を有する、請求項１８に記載のドクターブレード。
【請求項２３】
前記樹脂は、ガラス微少球、ガラス繊維、クラッシュガラス、合成または工業用ダイヤモンド粒子、シリカ粒子、シリコン炭化物粒子、ボロン粒子、ジルコニウム粒子、酸化アルミニウム粒子、およびその混合物から成る群から選択される研磨添加物を含む、請求項１８に記載のドクターブレード。
【請求項２４】
ａ）ロール面近傍で細長い縁部を有する本体を含むドクターブレードを配置する段階であって、前記縁部が複数の鋸歯を画定し、前記鋸歯は、それらの深さ以上の幅を有する段階と、
ｂ）前記ロール面に対して前記ドクターブレードの鋸歯を有する縁部を押す段階と、
ｃ）前記縁部を押すと同時に、前記ロールの回転軸線とほぼ平行な方向に前記ドクターブレードを発振させる段階と、を含む回転軸線上で回転するロールの周面をクリーニングする方法。
【請求項２５】
前記本体は傾斜面を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記鋸歯を有するドクターブレードは、樹脂で含浸された、複数の繊維層を具備する層構造を有する複合材料を備える、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記ドクターブレードの前記鋸歯縁部は、断続的な基部上で回転ロール面と接触したまま残る、請求項２４または請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記ドクターブレードの前記鋸歯縁部は、回転ロール面とほぼ連続して接触したままである、請求項２４または請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
使用中に前記鋸歯縁部の鋸歯が研磨し、前記鋸歯が研磨した後前記ブレード縁部が前記ロール面に接触したままである段階を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
ａ）製紙工程中、ロール面近傍で細長い縁部を有する本体を含むドクターブレードを配置する段階であって、前記縁部が複数の鋸歯を画定し、前記鋸歯は、それらの深さ以上の幅を有する段階と、
ｂ）前記ロール面に対して前記ドクターブレードの鋸歯を有する縁部を押す段階と、を含む回転製紙ロールの周面から処理の汚れを除去する方法。
【請求項３１】
前記本体は傾斜面を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記縁部を押す段階と同時に、前記ロールの回転軸線とほぼ平行な方向に前記ドクターブレードを発振させる、請求項３０または請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記ドクターブレードの前記鋸歯縁部は、断続的な基部上で回転ロール面と接触したまま残る、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記ドクターブレードの前記鋸歯縁部は、前記ロール面とほぼ連続的に接触したまま残る、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記押す段階は、約８５Ｎ／ｍ５〜７００Ｎ／ｍの圧力で実行される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３６】
前記押す段階は、約１７５Ｎ／ｍ〜４４０Ｎ／ｍの圧力で実行される、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記鋸歯を有するドクターブレードは、樹脂で含浸された複数の繊維層を含む層構造を有する複合材料を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３８】
前記樹脂は、約６５℃〜３１５℃のガラス遷移温度を有する、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記樹脂は、ガラス微少球、ガラス繊維、クラッシュガラス、合成または工業用ダイヤモンド粒子、シリカ粒子、シリコン炭化物粒子、ボロン粒子、ジルコニウム粒子、酸化アルミニウム粒子、およびその混合物から成る群から選択される研磨添加物を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
使用中に前記鋸歯縁部の鋸歯が研磨し、前記鋸歯が研磨した後前記ブレード縁部が前記ロール面に接触したままである段階を含む、請求項３７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋸歯を有するドクターブレード（serrated doctor blades）に関する。さらに詳細には、本発明は、製紙、例えば、紙の製造中にカレンダーを使用するための鋸歯を有するドクターブレードに関する。本願明細書で使用する「カレンダー」という用語およびその変形例は、スーパーカレンダーのようなスタンドアロン型の艶出しユニットおよび機械カレンダー、グロスカレンダーおよびソフトニップカレンダーのような製紙機械内の艶出しユニットを含むカレンダーペーパーに使用される装置を言う。さらに本発明は、製紙においてドクターブレードを使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書で使用する「ドクターブレード」という用語およびその変形例は、表面から望ましくない堆積物または粒子を清浄にするか、削りとるか、さもなければ、取り除くために使用される細長い刃を称する。「ドクターブレード」という用語は、コーティング又はインクの層の厚さを制御、例えば、「調整」するために使用される刃またはナイフを称するために製紙および印刷産業において時折使用される。
【０００３】
ドクターブレードは、製紙ロールの表面から種々の汚れ、例えば、パルプ、紙およびコーティングの残留物を取り除くために広範に使用される。図１は、ドクターブレード２が製紙機械ロール１２、例えば、カレンダーロールの表面１６に対して配置されている典型的な製紙機械の構成を示している。ドクターブレードは、典型的には、図１に示すような前縁１３を備えた平滑な傾斜面１４を有する。傾斜面の角度は、ドクターブレード傾斜面と後面との間に形成された角度であり、前縁１３は、角度の頂点である。製紙工程の機械の方向は、一般に紙のウェブが製紙機械を通過するとき、紙のウェブの方向としてこの分野で一般に知られており、図１の矢印１８によって示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のドクターブレードは、ロール表面から汚れを取り除くために使用されるが、それらは、典型的は、ロール表面を完全にきれいにすることはできない。多くの用途において、従来のドクターブレードは、断続的なベース上でロール表面に対して典型的に適用されるが、一般に、時間が経過すると汚れが堆積する。このような堆積物は、通常、ドクターブレードによる除去に対する抵抗になる。ロール表面上の堆積物は、ブレードの過剰及び／又は不均一な摩耗を生じ、あるいは傾斜縁を損傷することがあり、その結果、粗い縁部または傷のある縁部を生じる。さらに従来のドクターブレードは、典型的には、工程中にゆがみとアップセット(upsets)を生じ、これは、ロール表面への過剰な量の紙及び／又はコーティングの付着を生じる。このような場合、製紙機械の操作者は、最初に堆積物の除去を容易にするために刃圧を増大する傾向がある。しかしながら、アップセットが生じた場合、この方法は、非効率でしばしば、非効果的になる傾向がある。操作者は、通常、６００グリットの酸化アルミニウム布のような研磨用の材料またはスチール製のスクレーパを使用して手でロール表面を清浄にする。
【０００５】
ドクターブレードは、オンラインカレンダーで使用され、これは、典型的には比較的高いニップ圧力と高温のロール表面で使用される。これらの作動条件は、カレンダーロール表面上のコーティング粒子および汚れの量を増大する傾向がある。カレンダーロールが全ての連続ベース上で手入れされない場合には、コーティング粒子および汚れの蓄積が非常に迅速に承諾し難いレベルに到達し、紙の光沢や紙の平滑さのような紙の最終的な製品特性に直接影響を与える。しかしながら、堆積物の形成は、ほとんど連続的な手入れが使用される場合でも避け難く、手か、さらに研磨性を有するドクターブレードのいずれかでロール表面を周期的にクリーニングする必要性が生じる。
【０００６】
手によるこのようなクリーニングは、ロールが回転するとき、ロール表面全体が清浄にされることができるように一般に動作中に実行される。したがって、このような手に負えない堆積物を清浄にする性能は、安全性の観点から手ではなく、ドクターブレードによって清浄にすることが望ましい。さらに、カレンダーロールは、紙の品質上の理由で非常に平滑な表面を有する傾向があり、ロールを清浄にするために使用される研磨性材料は、ロール表面に損傷を与える場合がある。
【０００７】
手に負えない堆積物を取り除くために手によるクリーニングの代わりにさらに研磨性のあるドクターブレードが使用される場合、一般にクリーニングの前後にブレードの交換が必要になる。さらに研磨性のあるブレードは、典型的には、所定の位置に残ることができない。なぜならば、連続的に使用する場合、研磨性が大きすぎる傾向があるからである。ロール表面への損傷を防止するためにブレードの変更が必要になるので、生産が中断される傾向がある。ドクターブレードを変更するための必要性によって生じる生産への中断を最小限にすることが望ましい。
【０００８】
動作中にロール表面から手に負えない堆積物を取り除くために使用することができるドクターブレードの必要性がある。また、生産の中断を最小限にするために堆積物を取り除いた後、そのホルダ内に残ることができるドクターブレードの必要性がある。最終的に、堆積物が取り除かれた後、ほぼ連続的なベース上に基づいて使用することができるドクターブレードの必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ロール表面から堆積物を有効に除去する、細長い前縁に複数の鋸歯を含むドクターブレードを開示する。本願明細書で使用される「鋸歯」およびその変形例は、ドクターブレードの細長い前縁に意図的に設けられた不連続性を意味する。「鋸歯」という用語は、刃先の連続性を中断する任意のタイプの外形寸法を有するノッチまたは中断部分のいずれかのタイプを含む。本明細書で使用される鋸歯は、それらの深さ以上の幅、例えば、約１:１〜１:１０の深さ対幅のアスペクト比を有する寸法を有する。このような鋸歯間のドクターブレード縁部のセグメントは、歯または突出部と称し得る。
【００１０】
本発明は、クリーニング工程の間、刃先が摩耗するとき、鋸歯が摩耗することが分かった。その結果、堆積物が除去された後、ドクターブレードが従来の鋸歯のないドクターブレードとして機能するように所定の位置に残ることができる。また、本発明は、ドクターブレードが複合材料から形成されているとき、ロールの表面に承諾し難い損傷を与えることなく、動作中にロールの表面にほぼ連続的に接触したままになることを開示する。
【００１１】
ドクターブレードは、紙、ポリマーフィルム、フロアリング、および織物、印刷、ウェブ製品、すなわち、連続的な長さに形成され、および典型的には、ロールに形成された製品の製造において、ロールを使用する他の工程において使用するために適している。ドクターブレードの実施形態は、ロール表面の承諾し難い劣化を生じることなく、ロール表面を十分に清浄にし、ドクターブレードの両軸の堅さのような有効なドクタリングに必要な構造的な特性を呈する。また、ドクターブレードは、均一に摩耗する傾向もある。ドクターブレードの実施形態は、鋸歯が摩耗した後に連続して使用することができる。
【００１２】
１つの側面において、本発明は、複数の鋸歯を画定する細長い縁部を有する本体を含むドクターブレードを特徴とする。
【００１３】
好ましい実施形態は、１つまたは複数の次の特徴を含む。本体は傾斜面を含む。鋸歯は、半球状を有する。鋸歯は、約１.５０ｍｍ〜８.５０ｍｍの深さを有する。鋸歯の深さは、ドクターブレードの幅の２５％を超えない。好ましくは、鋸歯の深さは、ドクターブレードの幅の約１０％〜１５％である。鋸歯の深さは、縁部に沿って非均一である。鋸歯の幅は、約６.３５ｍｍ〜１４.３０ｍｍである。鋸歯の幅の合計は、ドクターブレードの長さの約３０％〜６０％、好ましくは、４０％〜５０％である。鋸歯の間隔は、１つの鋸歯の中心から隣接する鋸歯の中心に測定するとき、約９.５０ｍｍ〜２５.４０ｍｍである。鋸歯の間隔は、刃先に沿って非均一である。さらに、縁部は、複数のレリーフカット部分を含む。レリーフカット部分は、少なくとも幾つかの鋸歯の底面からドクターブレードの幅方向に延びている。
【００１４】
他の側面において、本発明は、複数の鋸歯および各々がドクターブレードの少なくとも幾つかの鋸歯の底面から幅に延びている複数のレリーフカットを画定する細長い縁部を有する本体を含むドクターブレードを特徴とする。本願明細書で使用する「レリーフカット部分」という用語およびその変形例は、幅より十分に大きい深さ、例えば、約１:０.０６２５〜１:０.２５の深さ対幅のアスペクト比を有する寸法を有するスロットまたはスリットを意味する。
【００１５】
好ましい実施形態は、１つまたはそれ以上の次の特徴を含む。レリーフカット部分は、１つ置きの鋸歯に形成される。鋸歯およびレリーフカット部分の組み合わされた深さは、ドクターブレードの幅の約１５％〜３０％である。
【００１６】
他の側面において、本発明は、細長い縁部を有する本体を含み、樹脂で含浸された複数のファイバ層を含む複合材料を含み、縁部は、複数の鋸歯を画定するドクターブレードを特徴とする。
【００１７】
好ましい実施形態は、１つまたは複数の次の特徴を含む。本体は、傾斜面を含む。複合材料は、複数の単一方向の繊維層と、複数の補強繊維層と、を含む層構造を有する。含浸樹脂は、熱可塑性樹脂またはエポキシ樹脂、すなわち、エポキシド、オキシレン、またはエソキシレン群を含む樹脂である。樹脂は、約６５℃〜３１５℃のガラス遷移温度(Ｔｇ)を有する。さらに樹脂は、ガラス微少球、ガラス繊維、クラッシュガラス、合成または工業用ダイヤモンド粒子、シリカ粒子、シリコン炭化物粒子、ボロン粒子、ジルコニウム粒子、酸化アルミニウム粒子、およびその混合物から成る群から選択される研磨添加物を含む。
【００１８】
他の側面において、本発明は、
ａ）ロール面近傍で細長い鋸歯縁部を有する本体を含むドクターブレードを配置する段階と、
ｂ）前記ロール面に対して前記ドクターブレードの鋸歯を有する縁部を押す段階と、
ｃ）前記縁部を押すと同時に、前記ロールの回転軸線とほぼ平行な方向に前記ドクターブレードを発振させる段階と、を含むロールの周面をクリーニングする方法を特徴とする。
【００１９】
好ましい方法は、１つまたは複数の次の特徴を含むことができる。本体は、傾斜面を有する。ドクターブレードは、樹脂で含浸された複数の繊維層の層構造に複合材料を含む。ドクターブレードの鋸歯縁は、断続的なベース上で回転するロール表面に接触している。ドクターブレードの鋸歯縁は、実質的に回転ロール面に連続して接触したままである。使用中鋸歯縁の鋸歯が研磨し、さらに方法は、鋸歯が研磨した後にロール表面に接触したままにする段階を含む。
【００２０】
他の側面において、本発明は、
ａ）製紙処理中、ロール面近傍で細長い鋸歯縁部を有する本体を含むドクターブレードを配置する段階と、
ｂ）前記ロール面に対して前記ドクターブレードの鋸歯を有する縁部を押す段階と、を含む、製紙ロールの周面から処理の汚れ、すなわち、コーティング成分すなわち、繊維を除去する方法を特徴とする。
【００２１】
好ましい方法は、１つまたは複数の次の特徴を含む。本体は、傾斜面を含む。同時に、ブレードは、押圧段階と同時に、ロールの回転軸にほぼ平行な方向に発振する。ドクターブレードの鋸歯縁は、断続的に回転するロール表面と接触する。ドクターブレードの鋸歯縁は、回転ロール面とほぼ連続して接触する。押圧段階は、約８５Ｎ／ｍ〜７００Ｎ／ｍ、好ましくは、約１７５Ｎ／ｍ〜４４０Ｎ／ｍの圧力で実行される。ドクターブレードは、樹脂で含浸された複数の繊維層の層構造で複合材料を含む。含浸樹脂は、約６５℃〜３１５℃のガラス遷移温度を有する。さらに樹脂は、ガラス微少球、ガラス繊維、クラッシュガラス、合成または工業用ダイヤモンド粒子、シリカ粒子、シリコン炭化物粒子、ボロン粒子、ジルコニウム粒子、酸化アルミニウム粒子、およびその混合物から成る群から選択される研磨添加物を含む。使用中鋸歯縁の鋸歯が研磨し、さらに方法は、鋸歯が研磨した後にロール表面に接触したままにする段階を含む。
【００２２】
本発明の他の特徴および利点は、次の詳細な説明、図面および特許請求の範囲から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１を参照すると、ドクターブレード２の前縁１３がロールの表面１６から汚れを取り除くようにドクターブレード２が矢印２２によって示される方向にその軸線のまわりに回転する製紙ロール１２に保持される。図１において、機械方向が矢印１８によって示され、機械横断方向が矢印２０によって示されている。以下に説明するドクターブレードは、この環境で、図１に示す態様で使用される。
【００２４】
図２Ａを参照すると、本発明のドクターブレード１０は、傾斜面１４内の前縁１３に複数の鋸歯２４を含む。図２Ａにおいて、鋸歯２４は、半球形状を示すが、種々の形状、例えば、正方形、矩形、または三角形を使用することができる。本明細書に使用する用語「半球」は、半円形状、並びに、半円形状の面積より多いまたは少ない面積を有する弧状を含む。鋸歯２４は、堆積物の除去を容易にするドクターブレードに刃先を追加する。半球鋸歯は、好ましい。なぜならば、角度を含む外形寸法より破壊に対してより大きな抵抗を示す傾向があるからである。角度を有する鋸歯は、破壊に対して大きな危険性を有することがある。なぜならば、角度は、鋸歯において弱点を呈するからである。破壊は、処理中、または動作中に前の処理においてゆるんだ堆積物から生じる場合がある。しかしながら、角度を有する鋸歯の外形寸法は、それらが十分な耐久性を有する限り幾つかの用途において好ましい。図２Ｂにおいて、鋸歯２４は、矩形の外形を有する。角度を有する外形寸法の欠点は、角度を丸くし、例えば、丸いコーナーを有する矩形の鋸歯によって低減される。
【００２５】
鋸歯２４は、典型的には均一な深さ２６および幅２８であるが、非均一な深さ及び／又は幅の鋸歯も使用することができる。典型的には、鋸歯の間隔もドクターブレードの縁部に沿って均一であるが、ある状況において非均一な空間が望ましい。例えば、製紙機械のロールの長さに沿ったある位置、例えば、紙のウェブの縁部に対応する位置は、紙、パルプ、及び／又はコーティングのより厚いまたは、さらに接着性のある堆積物が生じる。このような場合、このような位置に対応するドクターブレードの鋸歯は、堆積物の除去を容易にするためにより深く、広く、及び／又は多数である。また鋸歯の深さおよび幅は、特定の用途のためのドクターブレードに必要な堅さによって決定される。
【００２６】
鋸歯２４の深さ２６は、ドクターブレードの幅４６によって制限される。図２Ａおよび図２Ｂは、傾斜面１４内の鋸歯を示すが、鋸歯の深さは、傾斜面を越えて延びていてもよい。典型的には、鋸歯の最大限の深さは、ドクターブレード１０の幅４６の１０％〜２５％の範囲である。好ましくは、鋸歯の最大限の深さは、ドクターブレードの幅４６の１０％〜１５％の範囲である。製紙機械の用途の場合、鋸歯の幅２６は、典型的には１.５０ｍｍ〜８.５０ｍｍの範囲である。鋸歯の深さが約８.０５ｍｍよりも大きい場合、ドクターブレードの構造的な完全性すなわち強度は、有害な影響を受ける。中間的な堆積が予測されるドクターブレードの場所の場合、例えば、主に堆積物が基板の湿度水準の変数による場所である場合、鋸歯の深さは、１.５０ｍｍ〜４.７５ｍｍの範囲が好ましい。堆積物が著しく堆積するドクター場所、例えば、堆積物が過剰なコート重量から生じる場所の場合、鋸歯の深さは、４.７５ｍｍ〜８.５０ｍｍの範囲が好ましい。鋸歯が浅すぎる場合、ドクターブレードは、ロールの表面を適切にきれいにすることができない。さらに、鋸歯は、迅速に研磨する傾向がある。ある用途、例えば、中間的な堆積が予測され、ロールが容易に損傷を受ける材料である用途において、迅速に研磨する鋸歯を有することが望ましい。したがって、鋸歯の寿命は、鋸歯の深さを調整することによって特定の用途にあつらえることができる。
【００２７】
鋸歯２４の幅２８は、ドクターブレードの長さ４０並びにブレードの長さに沿った鋸歯の深さと間隔によって制限される。鋸歯の全幅は、通常、ブレードの構造的な完全性が維持されることを保証するようにドクターブレードの長さの３０％〜６０％の範囲である。好ましくは、ブレードの長さの４０％〜５０％の範囲が好ましい。最も好ましくは、鋸歯の全幅がブレードの長さの５０％である。典型的には個々の鋸歯の幅２８は、６.３５ｍｍ〜１４.３０ｍｍの範囲である。中間の堆積状況の場合、鋸歯の幅は、６.３５ｍｍ〜８.２５ｍｍの範囲が好ましいが、さらに過酷な堆積の状況の場合、幅は好ましくは、８.２５ｍｍ〜１４.３ｍｍの範囲である。所定の状況において、鋸歯の幅２８が狭すぎる場合、ドクターブレードは、有効でなくなる傾向がある。鋸歯の幅２８が広すぎる場合、ドクターブレードの構造的な完全性が低減するかもしれない。
【００２８】
鋸歯の空間は、図２Ａの矢印間の長さによって示す空間４２は、１つの鋸歯の中心から隣接する鋸歯の中心まで測定される。鋸歯の空間は、特定の用途の堆積物の予測された特徴によって決定される傾向がある。鋸歯のないドクターブレードにおいて、ブレード圧は前縁の全長に沿って分配される傾向がある。前縁が鋸歯を含む場合、ブレード圧は、前縁の非鋸歯ブレード部分上に分配される。その結果、ブレードのユニット長毎のブレード圧は、非鋸歯部分で増大する。典型的には、鋸歯の空間４２は、９.５０ｍｍ〜２５.４０ｍｍである。中間の堆積状況において、鋸歯の空間４２は、ブレード圧がより長い非鋸歯部分以上に分配されるように、所定の鋸歯幅において、１９.０５ｍｍ〜２５.４０ｍｍの範囲である。さらに過酷な堆積状況において、鋸歯の間隔４２は、ブレード圧がさらに短い非鋸歯部分で集中されるように、９.５０ｍｍ〜１９.０５ｍｍの範囲である。
【００２９】
上述した鋸歯の寸法および空間は、複合ドクターブレードにおいて適している。ドクターブレードを製造するために他の材料が使用される場合、鋸歯の寸法と空間は変化することができる。より強いまたは堅い材料が使用される場合、鋸歯のさらに大きな全幅が可能であり、その結果空間が減少する。より強いまたは堅いブレード材料によってより深い鋸歯が可能になる。
【００３０】
鋸歯２４は、傾斜面１４が形成された前後ドクターブレードにつくることができる。図７は、図２Ａの断面線７-７に沿った鋸歯の断面図を提供する。図８は、図７と同じ断面図を提供するが、異なる鋸歯角度を示す。上述したように、図７および図８でαで示した傾斜面１４の角度は、ドクターブレードの傾斜面１４と後面８との間に形成された角度である。図７を参照すると、鋸歯が傾斜面が形成される前に形成される場合には、β１で示される鋸歯の最終角度は、傾斜面と同じ角度を呈する傾向がある。図８を参照すると、傾斜面が形成された後に鋸歯が形成される場合、β２で示された鋸歯の最終角度は、調整可能である。鋸歯の角度βは、鋸歯を横断するように引かれた仮想線Ｌとドクターブレードの後面８とによって形成された角度である。典型的には、鋸歯の角度は、３５°〜９０°、好ましくは、４５°〜９０°の範囲である。図７および図８に示す鋸歯の半球状の輪郭は、一般に、ドクターブレードの幅４６に平行な切断方向を有する円錐形の工具の使用によってつくられる(図２Ａ)。異なる鋸歯の輪郭は、他の外形寸法及び／又は異なる切断方向を呈する工具ビットによって可能になる。
【００３１】
図３を参照すると、さらに、ドクターブレード１０の実施形態は、複数のレリーフカット４４を含む。レリーフカット４４は、ドクターブレード１０の鋸歯２４の底面４５から幅４６に延びるノッチを形成することによって形成される。時々、堆積物は、ロール上に周方向に形成されることができ、隆起した材料の帯を形成する。このような場合、ドクターブレード１０の前縁１３は、帯状部でわずかにたわみ、ロール面から前縁を持ち上げる。その結果、前縁は、ロール表面から堆積物を有効にきれいにすることができない。なぜならば、前縁は、堆積物の表面上に乗るからである。レリーフ切断部４４は、ドクターブレードの局所的な可撓性を形成する。その結果、ドクターブレードの前縁１３は、典型的には堆積物の帯の表面にさらに緊密に適合し、鋸歯２４の縁部を堆積物に切り込ませる。
【００３２】
レリーフ切断部４４は、典型的には均一な深さ４８および幅４７を有するが、非均一な深さ及び／又は幅のレリーフ切断部を適宜使用することができる。例えば、ロールに沿ったある位置は、堆積物の帯を形成するための特性を呈することがある。このような位置に対応するドクターブレードの鋸歯は、クリーニングを容易にするためにより長いレリーフ切断部を有する場合がある。レリーフ切断部４４は、全ての鋸歯２４に形成されるか、または必要によって幾つかの鋸歯にのみ形成されることができる。好ましくは、レリーフ切断部４４は、１つおきの鋸歯に形成される。レリーフ切断部が全ての鋸歯に形成される場合、ドクターブレードは、過剰な可撓性を呈し、構造的な完全性を低減することができる。
【００３３】
レリーフ切断部の深さ４８は、ドクターブレード１０の幅４６によって制限され、レリーフ切断部４４の幅４７は、鋸歯２４の幅２８によって制限される。また、レリーフ切断部の深さおよび幅は、特定の用途においてドクターブレードに必要な堅さによって決定される。典型的には、鋸歯およびレリーフ切断部の組み合わせられた最大深さは、ドクターブレード１０の幅４６の１５％〜３０％の範囲である。鋸歯とレリーフ切断部の組み合わせられた深さは、ブレード幅の約３０％を超える場合、ドクターブレードは、構造的な完全性の低減および過剰な可撓性を呈する傾向があり、その結果、非効率的なクリーニングになる。鋸歯とレリーフ切断部との組み合わされた深さがブレード幅の約１５％以下である場合、ドクターブレードは、不十分な可撓性を呈し、堆積物の表面に乗る傾向がある。製紙機械の用途の場合、鋸歯およびレリーフ切断部の組み合わされた深さは、典型的には約１２.５ｍｍ〜２５.５ｍｍの範囲であり、レリーフ切断部の幅は、典型的には約１.５ｍｍ〜３.２ｍｍの範囲である。
【００３４】
ドクターブレード１０は、金属、例えば、炭素鋼、ステンレススチール、ニッケル、モネルのようなニッケル合金、ブロンズ、合金またはセラミック材料でコートされた金属、プラスチック、または「複合」材料、すなわち、繊維補強ポリマー材料から製造することができる。
【００３５】
金属ブレードは、一般に、機械方向、すなわち、製紙機械ロールの回転軸に直角な方向で大きな堅さおよび良好な研磨特性を呈する。金属ブレードは、腐食に対して弱く、機械のある位置で使用される場合、ロール表面に承諾し難い研磨を生じるおそれがある。その結果、金属ブレードは、製紙機械のドライヤ部分、特にヤンキーシリンダで使用される傾向がある。
【００３６】
プラスチックブレードは、金属ブレードには適さない製紙機械の場所で使用される傾向がある。プラスチックブレードは、堅さが小さい傾向があり、典型的に製紙工程で使用される温度で劣化することがある。プラスチックブレードは、通常、ロールの表面が比較的柔らかい、例えば、プレス部分で柔らかいゴムでカバーされたロールの場合に使用される。
【００３７】
複合ブレードは、典型的に樹脂で含浸された複数の繊維から形成され、各繊維層は、ある比率の繊維が機械方向にあるが、残りの繊維が機械横断方向、すなわち、製紙ロールの回転軸線に平行な方向になるように織られた構造を有する。機械横断方向は、紙ウェブの通路に直角な方向として一般に当業者に知られており、図１に矢印２０によって示される。
【００３８】
複合材料は、金属ブレードよりさらに迅速に研磨する傾向があるが、またそれらは、ロール表面の研磨をより少なくする傾向がある。複合ブレードは、異なる用途で調整される必要があるので、それらは、金属またはプラスチックブレードよりさらに広範に使用される。複合ドクターブレードは、種々の表面材料、例えば、鋳鉄、チルド鉄、組合せ鉄、クロムめっき、テフロン（登録商標）コート、加熱スプレーコート、ポリウレタン、ゴムコート、充填ロール、製紙機械の種々の位置、例えば、ドライヤ缶、カレンダー、ブレーカースタック、リールドラム、サイズプレスにおいて使用される。
【００３９】
複合ドクターブレードの厚さは、製紙工程内でドクターブレードの場所およびドクターブレードの作業条件により約１.４０ｍｍ〜３.２０ｍｍの範囲である。金属ドクターブレードは、複合ドクターブレードよりさらに薄く、約０.８ｍｍ〜１.５ｍｍの範囲の傾向があるが、プラスチックブレードは、非常に厚く、例えば、約６.００ｍｍより厚い傾向がある。より薄いドクターブレードは、ブレードの寿命にわたってロールの表面をより効率的に清浄にする傾向がある。より薄いブレードの前縁は、一般に厚いブレードの前縁より薄く、それは、厚いブレードの前縁より大きい単位面積当たりの圧力を提供する。より厚いドクターブレードは、より大きな機械的な強度を有し、より長いブレード寿命を有する傾向がある。また、ドクターブレードの幅は、製紙工程内でのドクターブレードの場所、それが受ける作動条件によって決まり、約５０ｍｍ〜１２５ｍｍの範囲である。当業者は、ドクターブレードの所望の寿命およびロール表面汚れのレベルのバランスをとる適当なドクターブレードの厚さおよび幅をどのように選択するかについて知っている。
【００４０】
図４を参照すると、ドクターブレード１０の好ましい実施形態は、単一方向の複数の繊維層３２から形成された層構造を含み、各々は、単一方向の複数の繊維３１および複数の補強層３０を含む。単一方向の層３２は、単一方向の繊維層３１がドクターブレード１０の長い軸線にほぼ平行な方向に整列するように層構造内に配置される。補強層３０は、補強層内の大部分の繊維がドクターブレード１０の長い軸線に平行な向きではない単一方向の繊維層３２と異なっている。好ましい補強層３０は、ドクターブレードの補強、例えば、硬さまたは強度を提供するために、または厚さを増大するために層構造内に含まれる。補強層３０は、図４において繊維の方向を示すことなく概略的に示される。補強層３０は、織物構造または不織布構造を有することができる。繊維は、機械方向または２つまたはより多くの方向にほぼ整列している。
【００４１】
図４は、９つの層を含むドクターブレードの１つの実施形態を示している。典型的には複合ドクターブレードは、５つから１２の層を含むが、ドクターブレード１０に望ましい厚さによってはさらに多くの層を含むことができる。当業者によって理解できるように、複合ドクターブレードの適当な層の数は、特定のドクトリングの用途の作動要求によって決定される。各単一方向の層３２および補強層３０は、層が層状になる、すなわち、単一の層構造を形成するように一緒に圧力および温度で結合されるようにエポキシまたは熱可塑性樹脂で含まれる。
【００４２】
図４に示すように、ドクターブレード１０の１つの実施形態の層構造は、補強層３０と単一方向の層３２を交互に配置することによって形成される。好ましくは、補強層３０は、不織構造で複数の方向に整列するガラスファイバ繊維を含む。図４に示すドクターブレード１０の実施形態は、例えば、ロール表面のコーティング粒子を増大させる傾向がある、約４％〜１０％の比較的高い水分を有するコートされた紙ウェブの艶出しのような比較的高水準の研磨性を必要とするドクトリング用途に適している。ドクターブレード１０内の層構造内の層の構成は、図４の補強層３０のような中央のコア層３４のまわりにほぼ対称的になっている。層の配列が中央のコア層３４の周りで対称的でない場合、ドクターブレードは、その長い軸線に沿って曲げられるか、ねじられる。
【００４３】
単一方向の層３２に適している適当な繊維は、ガラスファイバ、セラミックファイバおよびその混合物を含むが、ガラスファイバが好ましい。本明細書で使用する「繊維」という用語は、その長さが幅より大きい個々のフィラメントまたは複数のストランドを含む。単一方向の層は比較的短い繊維状セグメントまたは長い連続繊維、すなわち、ドクターブレードの長さの繊維を含む。好ましくは、単一方向の繊維層は、長い連続的な繊維を含む。
【００４４】
単一方向の適当な繊維は、それらが、ロール表面を清浄にするか、及び／又は粗さを低減するように典型的に製紙ロールの表面を形成するために使用される材料、例えば、鋳鉄、チルド鉄、カーストスチール、あるいはセラミックまたは金属マトリクス材料を含む熱スプレーコーティングに対して十分に研磨性を有する。単一方向の繊維層の適当な繊維は、一般にドクターブレードに長手方向に強度を提供するように十分な剛性がある。単一方向の層を含む繊維が十分に剛性でない場合、ドクターブレードそれ自身の可撓性が増大し、これは、ロール表面の不十分なドクトリングを生じる。なぜならば、ドクターブレードは、ロール表面を清浄にするために圧力が加えられるとき、たわむ傾向があるからである。
【００４５】
単一方向の繊維は、一般に単一方向の層を形成するために織物の形態で提供される。単一方向の繊維を含む適当な繊維は、ある比率の繊維が異なる方向に整列されるようにこのような繊維が織られた構造であっても「単一方向の繊維」としてこの分野で称される。適当な単一方向の繊維は、重量で少なくとも６０％の単一方向の繊維を含む。好ましくは、単一方向の織物は、単一方向の繊維の重量で少なくとも７５％、最も好ましくは重量で９０％を含む。
【００４６】
単一方向の織物は、織物が樹脂の含浸およびドクターブレードの製造によってその形状を保持することができるように織られた構造を有することが好ましい。ドクターブレード、単一方向の層の大きなシートの製造中、所望ならば補強層は、樹脂で含浸される。含浸後、含浸された層は、複数の層が互いに重ねられて層構造を形成するように重ねられる。層構造は、高い温度および圧力にさらされ、樹脂を硬化され、層を一緒に結合する。次に硬化層構造は、各々が長い軸線を有する２つまたはそれ以上のドクターブレードに切断される。
【００４７】
複数の単一方向の繊維を有する適当な単一方向の織物は、例えば、オハイオ州のＢｒｏｏｋｖｉｌｌｅのＦｉｂｒｅ  Ｇｌａｓｔ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ社の１０９３Ｅ−Ｇｌａｓｓ  Ｆａｂｒｉｃ、及び、例えば、メイン州ＢｒｕｎｓｗｉｃｋのＳａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ  ＢＴＩ社のＥ−ＬＰｂ４２５およびＥ−ＬＰｂ５６７０°Ｕｎｉ−Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  ｆａｂｒｉｃｓから入手可能である。
【００４８】
単一方向層および補強層の適当な含浸樹脂は、熱可塑性すなわち、エポキシ樹脂を含む。好ましくは、エポキシ樹脂、硬化剤、または固化剤を含むエポキシ樹脂システムが使用されることが好ましい。ドクターブレードに使用される樹脂は、特定のドクトリング用途で使用される作動温度に耐えるために選択される。作動中、ドクターブレードを製造するために使用される樹脂は、ロールの表面に接触する。使用される樹脂は、溶解せず、ロール表面を汚さないが、研磨して層の繊維を露出する。樹脂は、研磨性を有しないが、繊維より迅速に研磨することが好ましい。
【００４９】
樹脂のガラス遷移温度(Ｔｇ)は、樹脂が耐える作業温度の示度を提供する。本発明のドクターブレードで使用されるのに適している樹脂は、艶出しされるロール面の温度によって約５５℃〜３１５℃のＴｇを有する。高温の艶出しの用途の場合、好ましい樹脂は、約６５℃〜３１５℃、さらに好ましくは８５℃〜３１５℃の範囲のＴｇを有するエポキシ樹脂である。特定のドクトリング用途において硬化樹脂のＴｇが低すぎる場合、樹脂は、溶解し、ロールの表面を汚染する傾向がある。高温のＴｇを有する樹脂は、比較的に低い温度で作業するロールに対して使用されるドクターブレードにおいて不必要な出費になる。
【００５０】
適当な樹脂は、Ｆｉｂｒｅ  Ｇｌａｓｔ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ社から市販されている、例えば、２０２０、２０６０、または２１２０エポキシ硬化剤とともに使用されるシステム２０００エポキシ樹脂、およびテキサス州ＨｏｕｓｔｏｎのＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社から市販されているＥＰＩ−ＣＵＲＥ硬化剤９５５２とともに使用されるＥＰＯＮ樹脂８２８、またはＥＰＩ−ＣＵＲＥ硬化剤Ｗとともに使用されるＥＰＯＮ樹脂８２６である。代替案として、Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社から入手可能なＥＰＯＮ樹脂８２８またはＥＰＯＮN樹脂８２６のようなエポキシ樹脂は、ルイジアナ州Ｂａｔｏｎ  ＲｏｕｇｅのＡｌｂｅｍａｒｌｅ社から入手可能なＥＴＨＡ  ＣＵＲＥ１００医薬、またはメチレンディアニリンのような他の硬化剤によって硬化されることができる。当業者は、特定のドクトリン用途に適しているＴｇ、使用の容易性、例えば、硬化に必要な時間および安全性についての予防措置を呈する適当な樹脂をどのように選択するかについて説明することについて知っている。
【００５１】
本発明のドクターブレードは、重量において約５０％〜７５％、好ましくは６０％〜７０％の繊維材料、重量にして約２５％〜５０％、好ましくは約３０％〜４０％の樹脂を含む。ドクターブレードの繊維材料の割合が増大するとき、ドクターブレードのＴｇは増大する傾向がある。なぜならば、繊維材料は、樹脂より高いガラス遷移温度を有する傾向があるからである。本発明のドクターブレードは、艶出しされるロール表面の温度によって約７５℃〜３１５℃のＴｇを有しなければならない。高温の艶出しの用途の場合、ブレードのＴｇは、約１００℃〜３１５℃、さらに好ましくは約１５０℃〜３１５℃である。繊維材料の比率が増大は、ドクターブレードの研磨性が増大する傾向がある。
【００５２】
典型的には、単一方向の層において、層構造に結合する前に各層の厚さは、約０.２０ｍｍ〜０.５０ｍｍの範囲および補強層の厚さは、０.９０ｍｍ〜０.５０ｍｍの範囲である。上述したように、典型的には複合ドクターブレードの厚さは、約１.５０ｍｍ〜３.２０ｍｍの範囲である。
【００５３】
単一方向または補強層を含浸するために使用される樹脂は、ガラス微少球(例えば、中空または中実)、ガラス繊維、クラッシュガラス、合成または工業用ダイヤモンド粒子、シリカ粒子、シリコン炭化物粒子、ボロン粒子、ジルコニウム粒子、酸化アルミニウム粒子、およびその混合物などの研磨添加物を含む。好ましくは、樹脂は、中空または中実のガラス微少球、さらに好ましくは、中空のガラス微少球を含む。好ましくは、ドクターブレードの繊維層全体は、ガラス微少球を含む樹脂を含む。好ましくは、樹脂に使用されるガラス微少球の量は、ガラス球の重量の少なくとも５％、さらに好ましくは重量の少なくとも２０％である。適当なガラス微少球の特定の寸法は、一般に個々の繊維層の厚さより小さい寸法に制限される。好ましくは、ガラス微少球の粒子寸法は、約１２０μｍより小さく、さらに好ましくは、約７５μｍより小さい。適当な中空のガラス微少球は、ミネソタ州のＭｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ社から市販されている、例えば、３Ｍ(登録商標)Ｓｃｏｔｃｈｌｉｔｅ(登録商標)Ｇｌａｓｓ  Ｂｕｂｂｌｅｓ  Ｓ３２、Ｋ４６およびＳ６０である。
【００５４】
また、含浸樹脂は、炭素粒子および粉末化されたポリテトラフルオロエチレンのような摩擦低減添加剤を含む。ドクターブレードとロール表面との間の摩擦を低減することによって、ドクトリング工程の間に発生する熱を低減し、それによってドクターブレードの寿命を延長する。このような摩擦低減添加剤は、鋸歯が研磨し、ドクターブレードが鋸歯のないドクターブレードとして実行されるとき有効である。当業者は、特定のドクトリング用途の要求に合致するために、例えば、研磨性を増減するか、または摩擦を低減するか、所望の最終的な製品特性を達成するためにどのように適当な添加物を選択するかを認識している。
【００５５】
一般に、補強層は、炭素繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、ガラスファイバ、およびその混合物を含む。補強層は、織物または不織構造であり、繊維は、一般に機械方向または２つまたはそれ以上の方向に整列することができる。織物構造は、不織構造以上に大きな研磨性を提供する傾向がある。補強層は、平織り、サテン、あや織り織物スタイルで織られ、好ましくは、平織り、サテン織りである。好ましくは、補強層の面積当たりの重量は、約６０ｇ／ｍ２〜３５０ｇ／ｍ２である。
【００５６】
炭素繊維を含む補強層は、典型的に、機械方向に摩擦を低減し、ドクターブレードの強度を増大するために使用される。炭素繊維は、高い引っ張り強度、および高硬度を特徴とするが、それらは、研磨性が考慮されない。したがって、炭素繊維の両端はロール面に作用するが、それらは、ロール面でスクラッチを形成しない。ドクターブレードへの引っ張り強度および摩擦抵抗を提供するためにアラミド繊維が使用される。セラミックまたはガラスファイバ補強層は、ドクターブレードに研磨性を追加する。上述した案内に関して、当業者は、特定のドクトリング工程に合致するために、例えば、摩擦を低減し、堅さを増大し、研磨性を増大するために層構造内での補強層の適当な組成および数をどのように選択するについて理解している。
【００５７】
補強層の適当な材料は、Ｆｉｂｒｅ  Ｇｌａｓｔ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ社から入手可能な、例えば、２４１織物ガラスファイバ織物、５３０３Ｋグラファイト織物、および５４９５ＨＳ  Ｋｅｖｌａｒ(登録商標)織物、およびＳａｉｎｔ−ＧｏｂａｉｎＢＴＩ社の、例えば、ＣＢＸ６ｋ炭素およびＡＲＢＸ３５０アラミド繊維である。
【００５８】
図５に、各ユニットＨが２つのソフトロール５２および１つの金属ロール５４を含む２つのユニット５０を含む典型的なオンラインカレンダーが示されている。ソフトロール５２は、典型的には繊維補強エポキシ樹脂のような弾性およびたわむことのできる材料から形成される。金属ロール５４は、鋳鉄、チルド鉄、延性のある鉄、鍛造スチール、または鋳綱から形成される。金属ロール５４は、さらに、セラミックまたは金属マトリクス材料、例えば、金属マトリクス材料を含む炭化物を含む熱スプレーコーティングで被覆される。各金属ロール５４の回転方向は、矢印２２によって示される。ガイドロール６２の補助によって紙ウェブ６０がカレンダーユニット５０を通過する。
【００５９】
第１のユニット５０の金属ロール５４に対して配置された第１のドクターブレード５６、および第２のユニット５０の金属ロール５４に対して配置された第２のドクターブレード５８の２つのドクターブレードが使用される。一般にオンラインカレンダーにおいて、ドクターブレードは、ほぼ連続的なベース上でロール表面に配置される。ドクターブレード５６および５８は、図５に示すように前縁１３(図１)が金属ロールの回転方向に作動する限り、金属ロール５４の周縁のいずれにおいても配置することができる。好ましくは、各ドクターブレードは、紙のウェブ６０が、柔らかいロール５２および金属ロール５４によって形成された各ユニット５０の両方のニップ部分を通過した後に配置される。このような場所は、ドクターブレードが、一方が紙のウェブを通過した後、金属ロールを清浄にすることを保証する。当業者は、安全性および保守の観点で艶出しすべきロールの近傍に紙ウェブおよび器具または他の設備の処理通路のような独特の作業上の考えを計算に入れたドクターブレードの最も適当な場所が分かっている。
【００６０】
傾斜面１４(図１)は、傾斜面とドクターブレードの後面８によって形成された水平面との間に形成された４５°の角度で切断されている。ドクターブレード５６および５８の作動角度Ａ(図５)は、一般に、ドクターブレードの後面８からドクターブレードの前縁１３が配置されるロールの表面に正接する線に測定された約２５°〜３０°の間の範囲でなければならない。ロールに対するドクターブレードの圧力は、典型的に、約８５〜７００Ｎ／ｍ、好ましくは、１７５Ｎ／ｍ〜４４０Ｎ／ｍである。
【００６１】
機械のアップセットが生じ、カレンダーロールに著しい堆積物が生じるとき(例えば、紙のウェブに過剰なコーティングがなされ、ドライヤがコーティングを十分に乾燥させることができないとき)、機械の操作者は、カレンダー部分の既存のドクターブレード(これは、最初に鋸歯が形成されるが、鋸歯が堆積物を有効に清浄にするには存在しないか、浅すぎる程度に研磨している)を鋸歯を有するドクターブレード(ドクターブレード５６および５８のような図５に示す)とすぐに交換することが有利である。堆積物が除去されると、鋸歯を有するドクターブレード５６および５８は、次のクリーニング動作のために金属ロール５４の表面のために断続的に適用される。しかしながら、一般的に好ましくは、その後、ドクターブレード５６および５８は、従来のオンラインカレンダーのようにロールが作動中、ほぼ連続的なベース上でカレンダーロールの表面に適用される。上述したように、鋸歯は、クリーニング動作中、傾斜面が研磨するとき、研磨する。その結果、堆積物が除去された後、ドクターブレードは、鋸歯のないドクターブレードのように機能するように所定の位置に残される。
【００６２】
好ましくは、鋸歯を有するドクターブレード５６および５８は、複合材料から形成され、ロールの表面に承認し難い損傷を与えることなく動作中にカレンダーロールの表面とほぼ連続的に接触したままになる。連続的なベース上の近傍でドクターブレードを使用することは、研磨性の汚れがロールの表面から連続的に除去されることを保証する。
【００６３】
ドライヤ缶１００を含む、製紙機械またはコータの典型的なドライヤ部分の一部が図６に示されている。ドライヤ缶１００は、鋳鉄、チルド鉄、ダクタイル鉄、鍛造綱、または鋳造綱から成る。各ドライヤ缶１００の回転方向は、矢印１０２によって示されている。ドライヤフェルトロール１０４の補助によって、紙のウェブ１１２がドライヤ缶１００を通過する。紙のウェブとドライヤ缶１００の接触を増大することによって紙のウェブ１１２から水分を取り除く際の補助としてドライヤ部分のフェルト１１４が典型的に使用される。
【００６４】
前縁が各ドライヤ缶１００の表面に隣接するように１つのドクターブレード１１０がホルダ内に配置されることが有利である。一般に、ドライヤ部分において、ドクターブレードは、ドライヤ缶の表面に対して断続的に適用される。クリーニングが行われるとき、ドクターブレードのホルダに圧力が適用され、ブレードをドライヤ缶の表面に押しつける。圧力が加えられるとき、ドクターブレードは、「装填された」と考えられる。堆積物が除去されたとき、圧力が開放され、ドクターブレードは、表面から除去され、すなわち、ブレードは、「除荷」される。
【００６５】
ドクターブレード１１０は、前縁１３(図１)が図６に示すように、金属ロールの回転方向に対して作動する限り、ドライヤ缶１００の周縁のいずれにでも配置することができる。好ましくは、各ドクターブレード１１０は、紙ウェブ１１２が各ドライヤ缶１００の周縁のまわりを通過した後、配置される。このような場所は、ドクターブレードが、１つが紙ウェブを完全に通過した後ドライヤ缶を清浄にすることを保証する。当業者は、艶出しするロールの近傍において紙のウェブおよび器具または他の設備の処理通路のような独特の動作の観点、安全、保守の観点を計算してドクターブレードの最も適当な場所を考慮する。
【００６６】
傾斜面の角度およびドクターブレード１１０の作業角度は、図５を参照して上述したものと同じである。
【００６７】
機械のアップセットが生じたとき、例えば、ウェブが破壊したとき、ドライヤロール上に十分な堆積物を生じ、従来の鋸歯のないドクターブレード、摩耗した鋸歯ブレードは、鋸歯を有するドクターブレード１１０と交換され、このブレード１１０は、ドライヤ缶１００の表面に押しつけられる。典型的に、ドライヤ部分の全てのドクターブレードはアップセット中には装填されない。堆積物が除去されると、ドライヤ部分の全てのドクターブレードは除荷される。一般に鋸歯を有するドクターブレード１１０は、次のクリーニング作業に必要に応じてドライヤ缶１００の表面に対して断続的に押しつけられる(例えば、装填および除荷される)ことが好ましい。
【００６８】
上述したように、鋸歯は、クリーニング処理中に傾斜面が研磨したときに研磨し、ドクターブレードは、鋸歯のないドクターブレードとして機能するために所定の場所に残される。
【００６９】
ドライヤ缶１００に対するドクターブレード１１０の圧力は、典型的には、約１３０Ｎ／ｍ〜３５０Ｎ／ｍである。有利には、ドライヤ部分の鋸歯を有するドクターブレード１１０は、鋸歯が研磨しない限り、アップセットの場合、早急な置換が必要でない場合、定まった手順として使用されることができる。
【００７０】
有利には、鋸歯を有するドクターブレードを保持するとき、ドクターブレードが取り付けられるホルダが発振することができる。典型的に、ドクターブレードは、機械横断方向で発振される(図１の方向２０)。鋸歯のあるドクターブレードの発振は、ブレードのクリーニング性能を改良する傾向がある。なぜならば、幾つかの場合において、発振のない場合、鋸歯の間の突出部によってコーティングの円周方向の帯のみが除去され、堆積物にコーデュロイ効果を生じるからである。鋸歯のあるドクターブレードの発振は、これらの帯を迅速に除去する。発振は、突出部の側面、すなわち、鋸歯部と突出部との間の境界を機械横断方向の堆積物に切れ込ませることができると考えられる。したがって、鋸歯を有するドクターブレードは、ロール面を２つの方向に同時に清浄にする。
【００７１】
鋸歯を有するドクターブレードの発振は、ロール面への損傷が紙の艶出しのような最終的な製品の品質に影響を与えることがある工程において重要である。鋸歯を有するドクターブレードは、カレンダリングロールの面に押しつけられながら発振しないが、鋸歯の間の突出部は、堆積物が取り除かれた後、ロールに損傷を与えることがある。損傷は、ドクターブレードの突出部の場所に対応してロール面上に円周リングの形態で現れる。このようなリングがカレンダリングロール(図５のロール５４)上に形成されるとき、その結果としての紙のウェブ６０(図５)は、典型的に、リングに対応した領域の光沢が低減した紙の狭い帯を呈する。発振は、ロール面上にこのようなリングの発生を防止する。発振運動の長さは、一般に、紙のウェブ(図５のウェブ６０、図６のウェブ１１２)の通路に対応する領域上のロール面とドクターブレードが接触している限り制限されない。一方向への発振運動の長さは、典型的に約１５ｍｍ〜２３０ｍｍの範囲である。
【００７２】
図５および図６は、説明を目的とするものであり、鋸歯を有するドクターブレードの２つの可能な場所を示すものである。当業者は、製紙機械におけるドライヤ部分およびカレンダリング部分の構成が変化することは分かっている。鋸歯を有するドクターブレードは、このようなロールが配置される製紙機械ロール上の堆積物を除去するために適しており、図５および図６に示す構成においてのみの使用のために制限されない。
【実施例１】
【００７３】
ＥＬＩＦｉｂｅｒｌｉｎｅの名称でエッソ社から市販されている複合ドクターブレードは、米国特許第５,１７４,８６２号(Haleら)明細書に開示されている研磨性コーティングによって変更された。ドクターブレード１０の寸法は、長さが７６７ｍｍ、幅が、７６ｍｍおよび厚さが２.８ｍｍであった。研磨性コーティングを被覆した後、４５°の角度を有する傾斜面１４は、各ドクターブレードの前縁内に切り込んだ。図２を参照すると、幾つかの複合ドクターブレードの傾斜面内に複数の鋸歯２４が形成されており、１.９ｍｍの鋸歯の深さ２６、６.３５ｍｍの鋸歯の幅２４、１２.７ｍｍの鋸歯の間隔４２を有する。
【００７４】
鋸歯のない変更された(被覆され傾斜した)ドクターブレードは、ほぼ連続的なベース上での図５に示すような商業的なスケールの製紙機械上に双方のカレンダーユニットで使用された。熱スプレーコーティングで被覆された金属ロール５４に対するドクターブレードの圧力は、約３５０Ｎ／ｍであり、作業角度は、約２７°であった。ウェブが破壊される間、鋸歯を有するドクターブレードは、図５に示す第１のユニット５０と同様の第１のカレンダーユニット内に配置された。鋸歯を有するドクターブレードの動作の最初の時間の間、工程パラメータは変更されなかった。
【００７５】
交換の時間において、金属ロール５４は、明るいかすみを生じ、紙製品の７５°の光沢は、６８.５であった。紙製品の次のロールの７５°の光沢(鋸歯を有するドクターブレードが挿入されたほぼ１時間後)は、７０.９であった。例えば、ほぼ１時間後の紙製品の次のロールは、７５°の光沢が７１.１であった。鋸歯２４は、ほぼ４５分の動作で研磨したが、ドクターブレードは、３日のあいだで従来の鋸歯のないドクターブレードとして機能するために所定の位置に残される。この時間の長さは、ほぼ連続的なベース上で使用してドクターブレードの承認可能な寿命と考えられる。
【実施例２】
【００７６】
実施例１で説明したように鋸歯のないおよび鋸歯を有するように変形された複合ドクターブレード(それぞれブレードＡおよびＢ)が製造された。第３の複合ドクターブレード、ブレードＣは、図４に示すように補強層および単一方向層が交互に配置されることによって形成され、外層およびコア層が補強層から形成されている。補強層は、エッソ社によって供給されている平織りのスタイルで織られたガラスファイバ織物から形成された。この単一方向の層は、Ｆｉｂｒｅ  Ｇｌａｓｔ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ社から市販されている単一方向のファイバのうち９５％の重量で含まれるガラスファイバ織物、１０９３Ｅ−Ｇｌａｓｓ  Ｆａｂｒｉｃから形成された。含浸樹脂は、約１８０℃のＴｇを有するエポキシ樹脂であった。樹脂は、約６０μｍの粒子寸法を有する重量にして１３％の中空のガラスの微少球を含んでいた。ブレードＡ、Ｂ、Ｃは、長さが３０５ｍｍ、幅が７６ｍｍ、厚さが２.８ｍｍであった。
【００７７】
各ブレードは、堆積物の除去の際に効率を決定するために研磨テスターで試験された。研磨テスターは、熱スプレーコーティングを有する実験室用のスケールのカレンダーロールから成る。ロールの寸法は、長さが２０５ｍｍ、２２９ｍｍの直径であった。約２０５℃までロール表面温度を加熱することができる内部の電気加熱素子を含む。ロールは、約１,０６５ｍ／分までの速度で回転することができる。経験的なドクターブレードが、ロール表面に対して配置され、ほぼ機械横断方向(図１の方向２０)に発振されるように、空気発振器を有するドクターブレードホルダーがテスター上に配置される。一方向への発振運動の長さは約２５ｍｍである。
【００７８】
カレンダーロール上へのコーティング材料の堆積をシミュレートするために、材料の顔料およびスターチのコバインダを有するスチレンブタジエンラテックスを含むコーティングがロール上にスプレーされ、約１７５℃の表面温度まで加熱された。コーティングは、１.６ｍｍ〜３.２ｍｍの範囲の厚さを有する層を形成するためにロール表面で乾燥された。ロールの回転速度は、９４０ｍ／分であった。
【００７９】
各ブレードＡ、およびＣは、乾燥されたコーティング層を有する回転ロールに対して配置された。ブレード圧は、３５０Ｎ／ｍであった。堆積物の除去は、非常に迅速に生じ、各試験は、ブレードの性能がフレーム毎に検証されるように撮影された。撮影速度は、毎秒３０フレームであった。ブレードＢおよびブレードCは、鋸歯の間の突出部によってコーティングの周縁帯が除去されるとき乾燥されたコーティング内ですぐにコーデュロイ効果をつくる鋸歯を含んでいた。これらの帯は、次の発振によって除去された。乾燥されたコーティング層は、４２フレーム(１.４秒)のブレードＢおよび４６フレーム(１.５秒)のブレードCによって完全に除去された。鋸歯のないブレードＡは、乾燥された大部分のコーティングを迅速に除去したが、コーティング材料のくもりはロール表面に残った。乾燥されたコーティングは、１２６フレーム(４.２秒)でブレードＡによって完全に除去された。クリーニング時間のこの差の量は、製品の環境でのクリーニング性能における大きな差に対応する。
【００８０】
他の実施形態が特許請求の範囲内にある。例えば、本発明のドクターブレードは、ロール、例えば、印刷、ポリマーフィルム、フロアリングおよび織物を使用する他のウェブ製造産業において使用する際に適している。ドクターブレードの使用は、ストリップスチールローリング、コーティング、食品処理、化学処理および排水処理および沈殿物除去のような種々の産業上の用途で知られている。図面に示されている上述した鋸歯を有するドクターブレードは、傾斜面を呈するが、ある用途において、傾斜面を使用する必要はない。さらにブレード縁部の異なる外形寸法を使用することができる。上述し図面に示した鋸歯は、半球形状を呈するが、他の形状も使用することができる。単一のドクターブレード上に、例えば、幾つかの半球および幾つかの矩形の混合形状を使用することが可能である。レリーフカット部分は鋸歯のみに示されているが、ドクターブレードの鋸歯のない部分においてリリーフカットを配置することがある用途において可能である。本発明の範囲および精神から逸脱せずに本発明の種々の変形例が当業者に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】製紙ロールと接触するドクターブレードを示す概略斜視図である。
【図２Ａ】本発明の１つの実施形態によるドクターブレードの概略斜視図である。
【図２Ｂ】本発明の他の実施形態によるドクターブレードの概略斜視図である。
【図３】本発明の他の実施形態によるドクターブレードの概略斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態によるドクターブレードの分解斜視図である。
【図５】本発明を使用するドクターブレードを用いた方法を示す艶出しユニットの概略側面図である。
【図６】本発明を用いたドクターブレードを用いた方法を示すドライヤ缶部分の概略側面図である。
【図７】中心を通る個々の鋸歯の大きく拡大された概略断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態による中心を通る個々の鋸歯の大きく拡大された概略断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
２、１０  ドクターブレード
７  
８  後面
１２  製紙ロール
１３  前縁
１４  傾斜面
１６  表面
２０  
２２  
２４  鋸歯
２６  深さ
２８  幅
３０  補強層
３１  繊維
３２  繊維層
３４  コア層
４０  長さ
４２  空間
４４  レリーフ切断部
４５  底面
４６  幅
４７  幅
４８  深さ
５０  ユニット
５２  ソフトロール
５４  金属ロール
５６  第１のドクターブレード
５８  第２のドクターブレード
６０  紙ウェブ
６２  ガイドロール
１００  ドライヤ缶
１０４  ドライフェルトロール
１１０  ドクターブレード
１１２  紙のウェブ
１１４  ドライヤ部分のフェルト
Ｌ  仮想線
α  傾斜面の角度
β１  鋸歯の角度
β２  鋸歯の最終角度
【図１】
2005533935.tif 000003
2005533935.tif 000004
2005533935.tif 000005
【図３】
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【図４】
2005533935.tif 000007
【図５】
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【図６】
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【図７】
2005533935.tif 000010
【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年7月27日(2004.7.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線上で回転するロールの周面に対して適用するために構成された細長い縁部（１３）を有する本体を含み、前記縁部が、複数の鋸歯（２４）を含むドクターブレードにおいて、
前記各鋸歯は、約６.３５ｍｍ〜１４.３０ｍｍの幅と前記幅以下の深さを有することを特徴とするドクターブレード(１０)。
【請求項２】
前記本体は、傾斜面（１４）を含む、請求項１に記載のドクターブレード。
【請求項３】
少なくともいくつかの前記鋸歯は、半球形状を有する、請求項１に記載のドクターブレード。
【請求項４】
少なくともいくつかの前記鋸歯は、約１.５０ｍｍ〜８.５０ｍｍの深さを有する、請求項１に記載のドクターブレード。
【請求項５】
前記鋸歯は、前記ドクターブレードの前記幅の２５％を超えない深さを有する、請求項１に記載のドクターブレード。
【請求項６】
前記鋸歯の深さは、前記ドクターブレードの前記幅の約１０％〜１５％である、請求項５に記載のドクターブレード。
【請求項７】
前記鋸歯の深さは、縁部に沿って非均一である、請求項４に記載のドクターブレード。
【請求項８】
前記鋸歯の幅の合計は、前記ドクターブレードの前記長さの約３０％〜６０％である、請求項１に記載のドクターブレード。
【請求項９】
前記鋸歯の前記幅の合計は、前記ドクターブレードの長さの約４０％〜５０％である、請求項８に記載のドクターブレード。
【請求項１０】
前記鋸歯は、概鋸歯の中心から隣接する鋸歯の中心に測定して約９.５０ｍｍ〜２５.４０ｍｍの空間で前記縁部に配置されている、請求項１に記載のドクターブレード。
【請求項１１】
前記鋸歯の前記空間は、前記縁部に沿って非均一である、請求項１に記載のドクターブレード。
【請求項１２】
前記縁部は、複数のレリーフカット部分（４４）を画定する、請求項１に記載のドクターブレード。
【請求項１３】
前記レリーフカット部分（４４）は、前記少なくともいくつかの鋸歯（２４）の底面から前記ドクターブレード（１０）の幅内に延びている、請求項１２に記載のドクターブレード。
【請求項１４】
前記レリーフカット（４４）は、鋸歯（２４）に１つおきに形成される、請求項１２に記載のドクターブレード。
【請求項１５】
前記鋸歯（２４）およびレリーフカット（４４）の組み合わされた深さは、前記ドクターブレードの幅の約１５％〜３０％である、請求項１２に記載のドクターブレード。
【請求項１６】
前記ドクターブレードは、樹脂で含浸された複数の繊維層を含む複合材料を含む、請求項１に記載のドクターブレード。
【請求項１７】
前記複合材料は、複数の単一方向の繊維層（３２）および複数の補強繊維層（３０）を含む層構造を有する、請求項１６に記載のドクターブレード。
【請求項１８】
前記樹脂は、熱可塑性樹脂およびエポキシ樹脂から成る群から選択される、請求項１６に記載のドクターブレード。
【請求項１９】
前記樹脂は、約６５℃〜３１５℃のガラス遷移温度を有する、請求項１６に記載のドクターブレード。
【請求項２０】
前記樹脂は、ガラス微少球、ガラス繊維、クラッシュガラス、合成または工業用ダイヤモンド粒子、シリカ粒子、シリコン炭化物粒子、ボロン粒子、ジルコニウム粒子、酸化アルミニウム粒子、およびその混合物から成る群から選択される研磨添加物を含む、請求項１６に記載のドクターブレード。
【請求項２１】
ａ）ロール面近傍で細長い縁部を有する本体を含むドクターブレードを配置する段階であって、前記縁部が複数の鋸歯を画定し、前記鋸歯は、それらの深さ以上の幅を有し、使用中、鋸歯が摩耗するように構成された段階と、
ｂ）前記ロール面に対して前記ドクターブレードの鋸歯を有する縁部を押す段階と、
ｃ）前記縁部を押すと同時に、前記ロールの回転軸線とほぼ平行な方向に前記ドクターブレードを発振させる段階と、
ｄ）前記鋸歯が研磨した後、前記ブレード縁部が前記ロール面に接触したままである段階と、を含む回転軸線上で回転するロールの周面をクリーニングする方法。
【請求項２２】
前記本体は傾斜面を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記鋸歯を有するドクターブレードは、樹脂で含浸された複数の繊維層を含む層構造を有する複合材料を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記ドクターブレードの前記鋸歯縁部は、間断的なベースで回転ロール面と接触したまま残る請求項２１または請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記ドクターブレードの前記鋸歯縁部は、回転ロール面とほぼ連続して接触したままである請求項２１または請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記押す段階は、約８５Ｎ／ｍ〜７００Ｎ／ｍの圧力で実行される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
前記押す段階は、約１７５Ｎ／ｍ〜４４０Ｎ／ｍの圧力で実行される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記鋸歯を有するドクターブレードは、樹脂で含浸された複数の繊維層を含む層構造を有する複合材料を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２９】
前記樹脂は、約６５℃〜３１５℃のガラス遷移温度を有する、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記樹脂は、ガラス微少球、ガラス繊維、クラッシュガラス、合成または工業用ダイヤモンド粒子、シリカ粒子、シリコン炭化物粒子、ボロン粒子、ジルコニウム粒子、酸化アルミニウム粒子、およびその混合物から成る群から選択される研磨添加物を含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記鋸歯は、約６.３５ｍｍ〜１４.３０ｍｍの幅を有する、請求項２１に記載の方法。
【国際調査報告】
2005533935.tif 000012
2005533935.tif 000013