(57)【要約】【課題】  ドクター性能に重要な板剛性、相手ロールへの追従性および抄紙機における生産効率に重要なロール接触部の耐摩耗性が優れると共に、相手ロール表面へのダメージの少ないドクターブレードを提供する。【解決手段】  強化繊維にマトリックス樹脂を含浸せしめてなる繊維強化プラスチック製のドクターブレードにおいて、相手ロールとの接触側の最外層の強化繊維が織物であり、かつ、表面粗さの最大高さが２〜８μｍの範囲内であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層構造を有する繊維強化樹脂製ドクターブレードにおいて、端部断面が鋭角をなす側の最外層の強化繊維の形態が織物であり、かつ、該最表層の表面粗さの最大高さが２〜８μｍの範囲内であることを特徴とするドクターブレード。
【請求項２】
少なくとも前記端部断面が鋭角をなす側の最外層の表面の樹脂が、熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のドクターブレード。
【請求項３】
前記少なくとも前記端部断面が鋭角をなす側の最外層の強化繊維が炭素繊維であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のドクターブレード。
【請求項４】
厚みが０．５〜２．０ｍｍの範囲内である請求項１から請求項３のいずれかに記載のドクターブレード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば抄紙機のガイドロール等の表面に付着した紙かす等を掻き取るために使用するドクターブレードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば抄紙機の各種ロール表面に付着した紙かす等を掻き取るためのドクターブレードとしては、従来、金属製や樹脂製のものが多く用いられてきた。しかし、金属製ブレードを使用した場合は、ブレード先端が接触するメッキまたはゴム被覆したロール（以下、相手ロールまたは単にロールという。）の表面を傷つけやすいという問題があった。また、樹脂製ブレードを使用した場合は、相手ロール表面へのダメージは少ないがブレードの摩耗が大きいため、摩耗ブレードの交換による設備停止損失が発生するなどの生産効率上の問題があった。また、樹脂製ドクターブレードは、それ自体の曲げ剛性が低く、かつ、ロールへの押付け線圧を上げられないためロールへの均一密着性が得られなく、その結果ロールとブレードとの間に隙間が生じ、掻き取り漏れが発生するなどの性能上の問題があった。
【０００３】
これに対して、近年では、繊維強化樹脂複合材料製のものが用いられるようになった。繊維強化樹脂複合材料としては、強化繊維に熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を含浸せしめてなるシート材料が提案されている。通常、抄紙機で用いられるロールの長さは、短いものでも２ｍ程度、長いものになると１０ｍほどにもなる。
【０００４】
その例として特許文献１では、平織ガラスクロス基材エポキシ樹脂プリプレグと一方向カーボンストランド基材エポキシ樹脂プリプレグとを交互に積層して表裏面が平織ガラスクロスからなる材料を加熱成形した繊維強化熱硬化性複合シートからなるドクターブレードを提案している。相手ロールと接触するブレード表面のささくれや積層された補強繊維間の剥離を防止するために、平織クロスを配置することを提案している。しかし、表層に織物を配置すると、織目部分の凹凸が生じるため、ドクターブレードとして使用する際に、相手ロールとの間に微小な隙間を生じ、相手ロールに付着した紙かす等の掻き取り漏れを生じるおそれがあるという問題があった。
【０００５】
また、特許文献２では、耐摩耗性の向上の観点から、ポリフェニレンスルファイドにより、ガラス、アラミド、炭素繊維等の強化繊維を結合せしめた繊維強化熱可塑性樹脂材料から形成されるドクターブレードを提案している。しかし、繊維強化熱可塑樹脂材料に特有の摩耗時のヒゲの発生があり、そのヒゲが脱離した際に抄紙製品に混入するおそれがあるという問題があった。
【特許文献１】特開２００２−１７３８８７号公報（第００１０段落）
【特許文献２】特開平５−３２１１８９号公報（第０００５段落）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような従来技術の欠点を改良し、ドクター性能に重要な板剛性、相手ロールへの均一密着性および抄紙機における生産効率に重要なロール接触部の耐摩耗性を有すると共に、相手ロール表面へのダメージの少ないドクターブレードを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明のドクターブレードは、下記の構成からなる。すなわち、（１）  積層構造を有する繊維強化樹脂製ドクターブレードにおいて、端部断面が鋭角をなす側の最外層の強化繊維の形態が織物であり、かつ、該最表層の表面粗さの最大高さが２〜８μｍの範囲内であることを特徴とするドクターブレード。
（２）  少なくとも前記端部断面が鋭角をなす側の最外層の表面の樹脂が、熱硬化性樹脂であることを特徴とする前記（１）に記載のドクターブレード。
（３）  前記少なくとも前記端部断面が鋭角をなす側の最外層の強化繊維が炭素繊維であることを特徴とする前記（１）または（２）のいずれかに記載のドクターブレード。
（４）  厚みが０．５〜２．０ｍｍの範囲内である前記（１）〜（３）のいずれかに記載のドクターブレード。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のドクターブレードは、強化繊維にマトリックス樹脂を含浸せしめてなる繊維強化樹脂製で、端部断面が鋭角をなす側の最外層の強化繊維の形態が織物であり、かつ、表面粗さの最大高さが２〜８μｍの範囲内であることにより、端部断面が鋭角となった部分を相手ロールと接触させて使用することにより、以下に述べる効果が得られる。
【０００９】
（イ）ドクター性能に重要な高い板剛性
（ロ）相手ロールへの均一密着性
（ハ）抄紙機における生産効率に重要な相手ロール接触部の耐摩耗性の向上
（ニ）相手ロール表面へのダメージの低減
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の最良の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明のドクターブレードの斜視図である。図１において、手前側の端部が斜めに加工されており、この鋭角をなす端部をロールへ接触させることにより、例えば抄紙機の各種ロール表面に付着した紙かす等を掻き取ることができる。１ａは端部断面が鋭角をなす側の最外層である。この層は、強化繊維形態が織物である強化繊維層にマトリックス樹脂が含浸された層であり、表面粗さの最大高さが２〜８μｍの範囲内であることが必要である。かかる構成を有することにより、相手ロールへの均一密着性を達成され、ロール表面に付着した紙かす等を効率良く掻き取ることができるのである。
【００１１】
強化繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維などを用いることができる。コスト面が重要視される場合には、ガラス繊維を用いることができるが、最外層（１ａ，１ｂ）の強化繊維織物には成形品の曲げ剛性の観点からを配置することが好ましい。また、炭素繊維の引張弾性率としては２３０ＧＰａ以上のものが好ましい。かかる観点から、最外層（１ａ，１ｂ）の強化繊維織物には引張弾性率としては２３０ＧＰａ以上の炭素繊維織物を使用し、内部の層２には、必要となる曲げ剛性に応じ、ガラス繊維を強化繊維とする層、炭素繊維を強化繊維とする層を単独また適宜組み合わせて配置することが好ましい。
【００１２】
ドクターブレードを構成するマトリックス樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリイミド樹脂およびアクリル樹脂などの熱硬化性樹脂や、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチルテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＨＩＰＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂等のスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂等のアクリル樹脂、ポリエーテルイミドやポリメタクリルイミド等のイミド樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂には特有の摩耗時のヒゲの発生が生じることがあり、そのヒゲが脱離した際に抄紙製品に混入するおそれがあるため、摩耗特性の観点から熱硬化樹脂を用いることが好ましい。特にエポキシ樹脂が成形性および各種物性の点で好ましく用いられる。これらの樹脂には、難燃剤、カップリング剤、導電性付与剤および無機フィラー剤などを配合してもよい。
【００１３】
成形方法に関しては、表面平滑性の観点からプレス成形に代表される圧力成形で行うことが好ましい。なお、プレス成形では積層品を離型フィルムにより挟みこみ金型内で加熱・加圧をすることにより樹脂の硬化および成形を行うが、その離型フィルムの選定により成形品の表面粗さが決定される。表層に織物を配置した積層構成の場合、平滑な離型フィルムを用いるよりもサンドマット処理を施し、かつ、厚みが１８０μｍ程度の離型フィルムを用いた方が表面粗さの最大高さを低く抑えることが可能であるため好ましい。
【００１４】
また、ドクターブレードに要求される板剛性を確保するためには、厚みを厚くする必要があるが、厚くするとドクター性能が低下し、また相手ロールとの均一密着性を得るためには高い線圧をかける必要が生じる。一方、薄くすると要求される板剛性を確保できないことから、ドクターブレードには適した厚みというものがある。本発明のドクターブレードにおける厚みは０．５〜２．０ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【００１５】
また、ドクターブレード使用時の摩耗量は、ブレードを構成する強化繊維の総量の体積含有率に影響を受ける。また、ブレードの摩耗が不均一であると、相手ロールとの間に隙間が生じ、その結果、掻き取り漏れが発生する。耐摩耗性および均一な摩耗性の観点から５０〜７０％の範囲内であることが好ましい。
【００１６】
次に、本発明のドクターブレードの製造方法を工程毎に説明する。
【００１７】
（１）プリプレグ製造工程
まず、繊維基材として炭素繊維織物と、ガラス繊維織物に、予め未硬化のエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させ、２種類のプリプレグを得る。
【００１８】
（２）プリプレグ裁断・積層工程（曲げ弾性率の調整工程）
各プリプレグをドクターブレードが切り出せるのに充分な幅、長さに裁断する。積層構成としては、ガラス繊維織物を０°／９０°の方向に積層する。ただし、最外層には成形品の曲げ剛性の観点から炭素繊維織物を配置することが好ましい。
【００１９】
（３）ホットプレス成形工程
マトリックス樹脂として、エポキシ樹脂を用いた場合、ホットプレスにて１００〜２００℃の温度、０．５〜１．５ＭＰａの面圧にて加圧し成形母板を得る。
【００２０】
（４）機械加工工程
成形母板より所定の寸法に切り出し、スクレイパ作用部に１５〜４５°程度の刃付け加工を施し、必要であればブレードホルダー装置への固定用の孔開け加工などを施しドクターブレードを得る。
【実施例】
【００２１】
（実施例１）
以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明する。図１に示したドクターブレード１は、炭素繊維織物エポキシ樹脂プリプレグとガラス繊維織物エポキシ樹脂プリプレグを積層し、ホットプレス成形したものである。
【００２２】
具体的には、引張弾性率が２３０ＧＰａを有するＰＡＮ系炭素繊維からなる織物エポキシ樹脂プリプレグと（繊維目付２００ｇ／ｍ２）、ガラス繊維からなる織物エポキシ樹脂プリプレグ（平織、繊維目付２８０ｇ／ｍ２）と、上から炭素繊維織物プリプレグを１プライ、ガラス繊維織物プリプレグを５プライ、炭素繊維織物プリプレグを１プライの順で順次積層した。そして、上記プリフォームを、サンドマット処理を施しシリコーンを塗布し離型処理した厚み１８０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムで挟み込んだ上で、ホットプレス装置を用いて、面圧０．７ＭＰａ、温度１２０℃の条件にて６０分間保持することにより、厚み１．４ｍｍ、繊維体積含有率５９％のドクターブレードを得た。
【００２３】
（比較例１）
次に比較例１として、実施例１と同様のプリプレグおよび積層構成にてプリフォームを作製し、サンドマット処理を施していない厚み６０μｍのポリプロピレンフィルムで挟み、実施例１と同様のプレス条件にて成形することにより、厚みが１．４ｍｍ、繊維体積含有率が５９％のドクターブレードを得た。
【００２４】
（比較例２）
更に比較例２として、実施例１と同様の積層構成のドクターブレードを引抜成形法により製作した。炭素繊維織物およびガラス繊維織物にエポキシ樹脂を含浸し、１６０℃に加熱した金型を通過させることにより、厚み１．４ｍｍ、繊維体積含有率５９％のドクターブレードを得た。
【００２５】
以上の実施例１、比較例１および２において、表面粗さの最大高さを測定した結果および抄紙機のプレスパートにおけるロール面掻き取りブレードとして実機試験を行った際の相手ロールへの密着性、ドクター性能を表１に示した。なお、実機試験の際の条件は、抄速１１００ｍ／ｍｉｎ、押し付け線圧２００ｇ／ｃｍであった。
【００２６】
上記結果から明らかなように、本発明の実施例１によるドクターブレードは、表面平滑性が優れていたため、相手ロールへの密着性に優れ、その結果、掻き取り漏れが生じずドクター性能に関しても実施例１が優れていた。
【００２７】
【表１】
2007177345.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のドクターブレードの一実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ａ：端部断面が鋭角をなす側の最外層
２：内部の層
【図１】
2007177345.tif 000004