(57)【要約】移動している加工物表面と係合する自動調整ブレードが提供される。これは、第１、第２の側面間で第１方向に細長くなっている鋼帯からなり、この鋼帯は、加工物表面と接触する、第１の側面に沿った刃先部分を有し、この刃先部分は、鋼帯の残りの部分の硬度を上回る硬度まで硬化されている。この自動調整ブレードは、少なくとも加工物表面と接触する部分で刃先部分のほぼ全部を覆う低耐摩耗性材料のコーティングを備えている。
2004517730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動している加工物表面と係合できる自動調整ブレードであって、第１および第２の側面の間で第１方向に細長くなった鋼帯を含み、この鋼帯が、上記加工物表面と接触する、上記第１の側面に沿った刃先部分を有し、この刃先部分が、上記鋼帯の残りの部分の硬度を上回る硬度まで硬化されている自動調整ブレードにおいて、少なくとも加工物表面と接触する部分で上記刃先部分のほぼすべてを覆う低耐摩耗性材料のコーティングを備えることを特徴とする自動調整ブレード。
【請求項２】
鋼帯が、約４００〜６００ＨＶの硬度まで硬化された低合金鋼によって構成されており、刃先部分が、約７００〜９００ＨＶの硬度までさらに硬化されている、請求項１に記載の自動調整ブレード。
【請求項３】
低耐摩耗性材料が、約１００〜６００ＨＶの硬度を有する、請求項１又は２に記載の自動調整ブレード。
【請求項４】
鋼帯が、以下の組成（重量％）：
Ｃ      ０．４６〜０．７０、
Ｓｉ    ０．２〜１．５、
Ｍｎ    ０．１〜２．０、
Ｃｒ    １．０〜６．０、
Ｍｏ    ０．５〜５、
Ｖ      ０．５〜１．５、
Ｂ      ≦０．０１、
Ｎｉ    ≦１．０、
Ｎｂ    ≦０．２
を有する冷間圧延され、硬化され、焼き戻されたストリップで構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動調整ブレード。
【請求項５】
材料が、純粋金属、合金、酸化物、ポリマーまたはそれらの混合物から選ばれる、請求項４に記載の自動調整ブレード。
【請求項６】
材料が、４％までのＯ２を含有するモリブデン、ニッケルもしくはコバルト・ベースの合金、銅ベースの合金、ＡｌＳｉ／ポリエステル混合物もしくはコバルト・ベースのポリマー混合物、またはステンレス鋼から選ばれる、請求項５に記載の自動調整ブレード。
【請求項７】
材料が、銅・アルミ合金によって構成されている、請求項６に記載の自動調整ブレード。
【請求項８】
刃先部分が、先端面取り部を備えている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の自動調整ブレード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、移動している加工物表面と係合する自動調整ブレードであって、印刷業界のフレキソグラビア技術またはロートグラビア技術においてコーティング、クレーピング、ドクタリングその他のスクレイピング作業に有用である自動調整ブレードに関する。
【０００２】
【技術的な背景および技術状況】
本発明を限定するつもりはないが、以下、本発明を、主として、紙基材のコーティングに関連して説明する。
【０００３】
従来のコーティング技術において使用されるブレードは、通常、異なった種類の材料で作られている。このような材料としては、セラミック製硬質耐磨耗性材料で刃先またはチップを覆った、高強度で硬化、焼き戻し処理を行った炭素鋼のブレード基材（たとえば、英国特許第２１３０９２４号に記載されているもの）や、ＥＰ０６７２７６１に記載されているような、刃先部分の局所硬化を行った低合金鋼がある。
【０００４】
硬化、焼き戻し処理を行った炭素鋼で作られたブレードは、非常に耐摩耗性が劣っており、原紙およびコーティング有色顔料によって生じる摩損を考慮して頻繁に交換しなければならない。その硬度は、代表的には、鋼帯の厚さに依存するが、５００〜６００ＨＶの範囲内にある。
【０００５】
他方、このような鋼ブレードの低摩滅耐性により、コーティング機械に据え付けたときに、自動調整期間が短くて済む。これにより、ブレードが使いやすくなると共に、精密なコータ・セッティングまたはブレード・ホルダに沿って存在する形態上の条件のばらつきには敏感にはならない。このことは、スチフ・ブレード・モード（ｓｔｉｆｆ ｂｌａｄｅ ｍｏｄｅ）を使用する、すなわち、ブレードのチップとコータ上の紙との角度が大きい、通常、２０度以上のときのコーティングの場合、特に重要である。
【０００６】
炭素鋼ブレードの他の特徴は、スチフ・ブレード・モードにおけるコーティング・カラー・エントランス・サイトでの摩耗挙動である。文献（Ｓｃｈａｃｈｔｅｌ ｅｔ ａｌ．， Ｗｏｃｈｅｎｂｌａｔｔ ｆｕｒ Ｐａｐｉｅｒｆａｂｒｉｋａｔｉｏｎ １６−１９９３， ｐ ６６１−６６７）によれば、丸い摩耗形態が得られる可能性がある（文献引例の図１参照）。ブレードと原紙との接触のエントランス・サイトで、小さいけれども目に見えるアール（ｒ）が形成される。このアールは、コーティング・カラー衝突の浸食効果と紙繊維の摩耗効果の組み合わせによって生じる。このような特徴は、顔料が、主として、高い形状因子を有する小平板によって構成されているロートグラビア・タイプのコーティング方法にとって一番の関心事である。このようなアール（ｒ）の存在は、最適印刷特性に通じる、ブレード下方を通過する前のコーティング有色顔料の適正方向付けの助けとなる。
【０００７】
硬質材料でチップを作ったブレード（たとえば、セラミック・コーティングを備えるブレード）および刃先部を硬化させた低合金鋼ブレードは、寿命の点で炭素鋼ブレードよりも良好に性能を発揮する。硬質材料でチップを作ったブレードは、代表的には、９００〜１２００ＨＶの範囲のチップ硬度値を呈するが、低合金鋼ブレードの局所的に硬化させた刃先部分は、約８００ＨＶに達し、残りのブレード部分は、約６００ＨＶに達するに過ぎない。
【０００８】
耐摩耗性はこのようなブレードにとって産業的な観点から重要な因子であるが、このような性質は、同時に、特にブレードの正確な稼働条件およびコーティング機械におけるブレード・ホルダのセッティングに従って各チップ設計に適合させる必要性の観点から使用上の制限となる。高い耐摩耗性は、すり合わせ運転期間で先端面取り部を調整するのに長すぎるくらいの時間がかかるために、不正確なセッティングを許容しない。これは、通常、産業上のコーティング状態において許容できることではなく、コート紙のＭＤ、ＣＤプロファイルが劣ると共に表面品質が劣るということになりうる。さらに、上述したようなエントランス点の丸みが、容易に形成されるということがない。
【０００９】
【簡単な発明の開示】
上記の特徴は、従来技術で遭遇する問題を解決するための基礎をなすものであり、本発明は、高耐摩耗性材料を使用する利点をより低い耐摩耗性の材料を使用する利点と組み合わせる解決策を得ようとしているものである。
【００１０】
したがって、本発明の一目的は、装填したとき、および、すり合わせ運転期間中に、すなわち、ブレードの自動調整性能を得る際に、炭素鋼ブレードと同様に作用するブレードを提供することにある。
【００１１】
本発明の別の目的は、短いすり合わせ運転期間後に、高い耐摩耗性能に通じる低合金鋼ブレードの局所的に硬化させた刃先部分と同じように作用するブレードを提供することにある。
【００１２】
本発明のまた別の目的は、丸みの付いたエントランス接触サイトを生じさせるように摩耗することができ、原紙およびコーティング・カラーと接触する計量表面の主要部分が、局所的に硬化させた部分を有する低合金鋼ブレードと同様に作用するブレードを提供することにある。
【００１３】
以下の説明から明らかになるこれらおよび他の目的を達成すべく、本発明は、移動している加工物表面と係合する自動調整ブレードを提供する。このブレードは、第１および第２の側面の間で第１方向に細長くなっている鋼帯を含み、この鋼帯は、前記加工物表面と接触する、前記第１の側面に沿った刃先部分を有し、そして、前記刃先部分は、前記鋼帯の残りの部分を上回る硬度まで硬化される。前記第２の側面は、普通の方法でブレード・ホルダに取り付けるようになっている。本発明によるブレードは、少なくとも加工物表面と接触する部分で前記刃先部分のほぼ全体を覆う低耐摩耗性材料のコーティングを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明の一実施例によれば、前記鋼帯は、約４００〜６００ＨＶの硬度まで硬化された低合金鋼によって構成され、前記刃先部分は、約７００〜９００ＨＶの硬度までさらに硬化される。
【００１５】
このブレードの好ましい具体例では、前記鋼帯は、以下の組成（重量％）を有する冷間圧延され、硬化され、焼き戻された鋼帯によって構成される。
Ｃ      ０．４６−０．７０、
Ｓｉ    ０．２−１．５、
Ｍｎ    ０．１−２．０、
Ｃｒ    １．０−６．０、
Ｍｏ    ０．５−５、
Ｖ      ０．５−１．５、
Ｂ      ≦０．０１、
Ｎｉ    ≦１．０、
Ｎｂ    ≦０．２。
【００１６】
低耐摩耗性材料は、適切には、約２００〜６００ＨＶの硬度を有する。適切な材料としては、純粋金属、合金、酸化物、ポリマーまたはこれらの２つ以上の混合物がある。
【００１７】
低耐摩耗性の前記材料は、４％までのＯ２を含有するモリブデン、ニッケル・ベースの合金、コバルト・ベースの合金、銅ベースの合金、ＡｌＳｉ／ポリエステル混合物またはコバルト・ベース・ポリマー混合物またはステンレス鋼から選ばれると特に好ましい。
【００１８】
移動している表面への適応を容易にするために、ブレードの刃先部分は、移動している表面と接触する側面に先端面取り部を備えていると好ましい。
【００１９】
ブレード基材の厚さは、約０．１５〜約０．８ｍｍであってもよい。自動調整コーティングの厚さは、約１〜約１００μｍ、好ましくは、２０〜５０μｍの範囲内にあると適当である。
【００２０】
【発明の詳述】
図面の図１〜３は、スチフ・モードで、すなわち、角度αが少なくとも約２０度であるモードで作動している炭素鋼ブレードの稼働部を概略的に示している。紙コーティングにおける、たとえば、バッキング・ロールの移動表面１は、矢印の方向に移動する。ブレード３の稼働部は、移動している表面への適応のために先端面取り部５を備える。
【００２１】
図１は、新しく取り付けられたブレード３に関する状況を示しており、セッティングが、後端でやや不正確となっている。図２は、先端で不正確なセッティングの別の状況を示している。図３は、短いすり合わせ運転期間後のブレード３を示しており、ブレードは、摩耗によって調整され、稼働面１と正しく接触しており、小さいアール（ｒ）がエントランス点に形成されている。
【００２２】
図４は、本発明に従って設計されたブレードを示している。約６００ＨＶの硬度まで硬化され、焼き戻された鋼帯７は、約７８０ＨＶの硬度までさらに硬化され、焼き戻された刃先部分９を有する。本発明によるブレードで用いるのに好ましい鋼帯は、Ｕｄｄｅｈｏｌｍ Ｓｔｒｉｐ Ｌｏｎｇｌｉｆｅ Ｃｏａｔｅｒ Ｂｌａｄｅ （Ｕｄｄｅｈｏｌｍ Ｓｔｒｉｐ Ｓｔｅｅｌ ＡＢ， Ｍｕｎｋｆｏｒｓ， Ｓｗｅｄｅｎ）である。
【００２３】
所与の先端面取り部１１で傾斜した鋼帯７の刃先部分９には、自動調整性能を有する材料の層が加わられている。このコーティング１３は、約１００〜６００ＨＶ、好ましくは、約１００〜４００ＨＶの硬度を持たなければならない。コーティング１３は、先に指摘した硬度を有するならば任意の材料でよく、金属、合金、低硬度酸化物または酸化物混合物、ポリマーまたはその混合物または複合物のような広範囲にわたる材料グループから選ぶことができる。好ましい材料としては、プラズマ、アーク・ワイヤまたはＨＶＯＦを使用して溶射することによって塗布できる金属的性質の材料がある。材料は、また、ＰＶＤ、ＣＥ  ＰＶＤなどのようなガルバニック技術または薄膜技術によって塗布してもよい。特に好ましいコーティング材料としては、以下の実施例で説明するようにプラズマ溶射によって塗布される銅・アルミ合金のような銅ベースの合金がある。
【００２４】
以下、本発明を特別な実施例によってさらに説明するが、これらの実施例が発明の範囲を限定するものではないことは了解されたい。これらの実施例においては、特に指摘しない限り、部分およびパーセンテージは重量についてのものである。
【００２５】
実施例１
普通の刃先部分硬化低合金鋼と本発明による自動調整ブレードとを使用して、パイロット・コータで比較テストを実施した。
【００２６】
状態は、以下の通りであった。
2004517730.tif 000003
【００２７】
鋼ブレードは、Ｕｄｄｅｈｏｌｍ（以下、「基準」と呼ぶ）から作った刃先部分硬化チップを備えていた。本発明によるブレードは、基準で使用された鋼ブレードと同じ鋼基材で作った。すなわち、Ｕｄｄｅｈｏｌｍから作った刃先部分硬化チップの最上層として銅・アルミ合金（Ｓｕｌｚｅｒ Ｍｅｔｃｏ Ｄｉａｍｍａｌｌｏｙ １００４）を大気中プラズマ溶射によって塗布し、溶射後、約５０ミクロンの層まですり合わせた（以下、「発明」と呼ぶ）。
【００２８】
短いパイロット・トライアル（約２０分）後、コーティングされた紙の品質で得られた結果は、以下の通りであった。
基準：  ８．７光沢度（Ｇａｒｄｎｅｒ）
発明：  ９．７光沢度（Ｇａｒｄｎｅｒ）
【００２９】
バーンアウト・テストでは、Ｋｅｏｐｓモットリング・テスト（Ｔｅｃｈｐａｐ−Ｆ）を用いて分析を行った。その結果を以下の表に示す。
【００３０】
【表１】
2004517730.tif 000004
【００３１】
このテストにおいて、モットリング・インデックスが低ければ低いだけ、繊維被覆率が良くなっている。
【００３２】
光学度数とバーンアウト・テストにおける改良は関連性がある。本発明のブレードでは、すり合わせ運転期間を短縮する際に良好なコーティング品質を急速に達成できる。
【００３３】
実施例２
以下の条件の下にオフライン・コータで実際のトライアルを実施した。
2004517730.tif 000005
【００３４】
摩耗したブレードの幾何学的な分析では、本発明の説明によれば、コーティング・カラー・エントランスのところに丸みの付いた形状があることがわかった。この特別なケースにおいて、アール（ｒ）についての測定値は、約１００ミクロンである。これにより、技術的な背景および技術状況の項で説明したように、通常の鋼ブレードのように後端の形状をコーティング・カラー流に適合させる低耐摩耗性層の能力を確認できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
移動している表面に対するブレードの１つのタイプの不正確なセッティングを概略的に示している。
【図２】
移動している表面に対するブレードの別のタイプの不正確なセッティングを概略的に示している。
【図３】
すり合わせ運転期間後のブレードの係合面を概略的に示している。
【図４】
本発明によるブレードの細部の横断面を概略的に示している。
【国際公開パンフレット】
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2004517730.tif 000007
2004517730.tif 000008
2004517730.tif 000009
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【手続補正書】
【提出日】平成15年4月11日(2003.4.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動している加工物表面と係合する自動調整ブレードであって、第１および第２の側面の間で第１方向に細長くなっている鋼帯からなり、この鋼帯が、上記加工物表面と接触する、上記第１の側面に沿った刃先部分を有し、この刃先部分が、上記鋼帯の残りの部分の硬度を上回る硬度を有する自動調節ブレードにおいて、上記刃先部分より低い耐摩耗性を有する低耐摩耗性材料のコーティングを備え、このコーティングが、少なくとも加工物表面と接触する部分のところで上記刃先部分のほぼ全部を覆っており、それによって、コーティングが、すり合わせ運転期間中に摩滅するようになっていることを特徴とする自動調整ブレード。
【請求項２】
鋼帯が、約４００〜６００ＨＶの硬度まで硬化された低合金鋼によって構成されており、刃先部分が、約７００〜９００ＨＶの硬度までさらに硬化されている、請求項１に記載の自動調整ブレード。
【請求項３】
低耐摩耗性材料が、約１００〜６００ＨＶの硬度を有する、請求項１又は２に記載の自動調整ブレード。
【請求項４】
鋼帯が、以下の組成（重量％）：
Ｃ      ０．４６〜０．７０、
Ｓｉ    ０．２〜１．５、
Ｍｎ    ０．１〜２．０、
Ｃｒ    １．０〜６．０、
Ｍｏ    ０．５〜５、
Ｖ      ０．５〜１．５、
Ｂ      ≦０．０１、
Ｎｉ    ≦１．０、
Ｎｂ    ≦０．２
を有する冷間圧延され、硬化され、焼き戻されたストリップで構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動調整ブレード。
【請求項５】
材料が、純粋金属、合金、酸化物、ポリマーまたはそれらの混合物から選ばれる、請求項４に記載の自動調整ブレード。
【請求項６】
材料が、４％までのＯ２を含有するモリブデン、ニッケルもしくはコバルト・ベースの合金、銅ベースの合金、ＡｌＳｉ／ポリエステル混合物もしくはコバルト・ベースのポリマー混合物、またはステンレス鋼から選ばれる、請求項５に記載の自動調整ブレード。
【請求項７】
材料が、銅・アルミ合金によって構成されている、請求項６に記載の自動調整ブレード。
【請求項８】
刃先部分が、先端面取り部を備えている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の自動調整ブレード。
【国際調査報告】
2004517730.tif 000018
2004517730.tif 000019