JP2005074781A

JP2005074781A - ストライプ状樹脂フィルム積層金属板の製造方法および製造装置

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Publication number: JP2005074781A
Application number: JP2003307321A
Authority: JP
Inventors: Takushi Nakamura; 琢司中村; Harunori Kojo; 治則古城; Mamoru Ishimoto; 守石本; Yoichi Shimoda; 洋一下田
Original assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Current assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2005-03-24
Also published as: WO2005021246A1

Abstract

【課題】煩雑な操作を必要とせず比較的簡易でかつ確実に複数条の狭幅帯状樹脂フィルムをステアリングすることを可能にして、簡単な装置により歩留まりよく、且つ寸法精度の高いストライプ状樹脂フィルム積層金属板を得る。
【解決手段】予め狭幅に分割された複数条の狭幅帯状樹脂フィルム４Ａ〜４Ｄのそれぞれを、固定軸１Ａにそれぞれ独立して回転可能に設けられた巻芯からそれぞれ独立に張力の変動に対して一定の張力を維持して巻解くことができるアンコイラー１に設定し、該アンコイラーから常時適正な張力が負荷された状態で巻解き、ステアリング手段により各条の間隔が一定となるように制御しつつ、広幅帯状金属板と共に少なくとも１対のラミネートロール１５、１６間に供給し、該ラミネートロール間で加圧して積層する。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属板に所定幅の樹脂フィルムを所定間隔を有してストライプ状に積層したストライプ状樹脂フィルム積層金属板の製造方法および製造装置に関する。

従来、３ピース缶の缶胴部材として樹脂フィルムを積層した金属板が用いられているが、それらの金属板は缶胴成形時に溶接代となる部分は樹脂被覆がなされてないことが要求される。そのため、広幅の帯状金属板からこれらの金属板を得るには、帯状金属板に所定幅（狭幅）の樹脂フィルムを所定間隔を有してストライプ状に積層しストライプ状樹脂フィルム積層金属板を得ることが必要である。従来、このような金属板の製造方法として、例えば、樹脂フイルムの溶接代となる部分を金属板への積層直前に裁断除去してから積層する方法（特許文献１参照）、又は樹脂フイルムを金属板への積層前に分割して積層後に加熱することによってフィルムを収縮させて所定間隔を得る方法（特許文献２参照）が提案されていたが、これらの方法は合成樹脂フィルムの歩留まり、あるいは収縮後の寸法精度に問題点があった。これらの問題点を解決する手段として、本出願人は先にストライプ状樹脂フィルム積層金属板の製造手段として、複数条に分割した樹脂フィルムを鋼板などの１枚の基板に積層する工程の前段階において、ポリエステル樹脂などからなる樹脂フィルムの各条が所定間隔を維持するようにその送りをステアリングして積層させてストライプ状樹脂フィルム積層金属板を製造する方法を提案した（特許文献３参照）。該方法は、狭幅帯状樹脂フィルムの各条を専用の位置、傾き調節可能な第１、第２の各条２段のステアリングロールで制御することによって行われている。このステアリング方法は、まず第１のステアリングロールを用いて、分割された狭幅帯状樹脂フィルム各条の間隔を広げる方向に変化させて各狭幅帯状フィルムの側縁間に設定間隔を形成させ、しかる後に第２のステアリングロールで各狭幅帯状樹脂フィルム間の前記設定間隔を保持しながら金属板に向けて各条を供給積層するものである。
特開平４−９１９４９号公報特開平６−１８２９５４号公報特開平１０−１５１７０１号公報

前記提案のものは、合成樹脂フィルムの歩留まりや収縮後の寸法精度の問題点を解決するものであったが、複数条の樹脂フィルムのステアリングは多元連立方程式を解くのにも似て制御管理項目が多く、また樹脂フィルムの厚み形状や物性に偏りがあったりすると最良のステアリング状態に調節、保持することが極めて困難であるという問題点があった。

本発明は、前記提案のものをさらに改良して、煩雑な操作を必要とせず比較的簡易でかつ確実に複数条の狭幅帯状樹脂フィルムをステアリングすることが可能なストライプ状樹脂フィルム積層金属板の製造方法およびその製造装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明のストライプ状樹脂フィルム積層金属板の製造方法は、広幅帯状金属板に複数条の狭幅帯状樹脂フィルムを連続的に積層するストライプ状樹脂フィルム積層金属板の製造方法において、予め狭幅に分割された複数条の狭幅帯状樹脂フィルムのそれぞれを、それぞれ独立に張力の変動に対して一定の張力を維持して巻解くことができる狭幅帯状樹脂フィルム巻解き手段から常時適正な張力が負荷された状態で巻解き、ステアリング手段を用いて各条の間隔が一定となるように制御しつつ供給し、広幅帯状金属板と共に、少なくとも１対のラミネートロール間で加圧して積層することを特徴とする。その際、前記狭幅帯状樹脂フィルム巻解き手段から巻解かれた各狭幅帯状樹脂フィルム同士の間隔偏差を測定し、該測定結果から狭幅帯状樹脂フィルムの物性・物理データを基にステアリング手段のステアリングシャフトの傾斜角度を演算して、ステアリング手段を自動制御するようにすること（請求項２）が望ましいが、ステアリングシャフトの傾斜角度は手動により調整することも可能である。

また、本発明のストライプ状樹脂フィルム積層金属板の製造装置は、帯状金属板巻解き手段と、狭幅帯状樹脂フィルムをそれぞれ独立に張力の変動に対して一定の張力を維持して巻解くことができる複数の狭幅帯状樹脂フィルム巻解き手段と、各狭幅帯状樹脂フィルムを支持する複数の幅方向に傾斜可能な狭幅帯状樹脂フィルムのステアリング手段と、狭幅帯状樹脂フィルムの間隔測定手段と、少なくとも１対のラミネートロールと、ストライプ状樹脂フィルム積層金属板の巻取り手段とからなることを特徴とするものである（請求項３）。

上記のストライプ状樹脂フィルム積層金属板の製造装置において、前記狭幅帯状樹脂フィルム巻解き手段がエアーフリクションシャフトを用いた巻芯に樹脂フィルムを巻き取ってなるアンコイラーであり、各狭幅帯状樹脂フィルム巻解き手段を構成するアンコイラーの巻芯が、それぞれ独立にエアーフリクションを作用させてトルク可変に同一の固定軸上に設けられていることを特徴とする（請求項４）。

本発明のストライプ状樹脂フィルム積層金属板の製造方法および製造装置により、煩雑な操作を必要とせず比較的簡易でかつ確実に複数条の狭幅帯状樹脂フィルムをステアリングすることが可能となり、簡単な装置により歩留まりよく、且つ寸法精度の高いストライプ状樹脂フィルム積層金属板を得ることができる。特に、エアーフリクションシャフトを用いた巻解き手段から複数条の狭幅帯状樹脂フィルムを各条に常時適正な張力を負荷しながら巻解き、シャフトなどの簡便なステアリング手段を用いることにより、極めて容易に各狭幅帯状フィルムの間隔を一定になるようにステアリングすることが可能となる。

以下、本発明を図面を参照しながら説明する。図１は本発明のストライプ状樹脂フィルム積層金属板の製造方法およびその製造装置の一例を示す概略図である。図２は本発明の要部の１つである、樹脂フィルムのステアリング方法を示す概略図である。図３はステアリングシャフトの支持調節機構の一例を示す、図１のＹ−Ｙ矢視図であり、図４はステアリングシャフトの支持調節機構の他の実施形態を示す、図１のＹ−Ｙ矢視図である。図５は本発明の要部の１つである、狭幅帯状樹脂フィルム巻解き手段の一例としてのアンコイラーを示す斜視図、図６はアンコイラーの断面図である。図７は樹脂フィルムの間隔測定方法を示す概略図である。

図１〜図７の各図面において、１はアンコイラー、１Ａは固定軸、１Ｂはエアフリクション部、１Ｃは巻芯、２は支持ロール、３Ａおよび３Ｂはデフレクターロール、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄは狭幅帯状樹脂フィルム、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄはステアリングシャフト、６および７はステアリングシャフト支持部、８はボルト、８Ａはステアリングシャフト支持環、９はターンバックル、１０は蝶ボルト（ステアリングシャフト固定用）、１１は基台、１１Ａはボルト支持ブロック、１１Ｂは油圧式昇降機、１５および１６はラミネートロール、１８は狭幅帯状樹脂フィルムの間隔測定装置、２０は金属板、２１はストライプ状樹脂フィルム積層金属板、３０は光源、３１は測光手段、ｄ１、ｄ２、ｄ３はそれぞれ狭幅帯状樹脂フィルム４Ａ−４Ｂ間、４Ｂ−４Ｃ間、４Ｃ−４Ｄ間の間隔である。

まず、本発明に係るストライプ状樹脂フィルム積層金属板の製造方法および製造装置の概略を図１により説明する。
ロール状の狭幅帯状樹脂フィルム４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄは、アンコイラー１に張力の変動に対して一定の摩擦抵抗を付与されるように回転自在に支持され、一対のラミネートロール１５および１６による金属板２０との積層送り力で張力が付与されることにより、アンコイラー１から支持ロール２に案内支持されながら同一面で巻解かれる。支持ロール通過後デフレクターロール３Ａを経て、それぞれのステアリングシャフト５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄに分配され、各ステアリングシャフトにより各狭幅帯状樹脂フィルムの進行方向を調整して間隔を一定に調節した後、デフレクターロール３Ｂを経て再び同一面とされた後ラミネート部に導かれ、対のラミネートロール１５および１６により金属板２０と共に挟み付けられて積層され、ストライプ状樹脂フィルム積層金属板２１となる。各狭幅帯状樹脂フィルム４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄの間隔は、樹脂フィルムを金属板２０に積層した後ラミネートロール１５および１６の出側に設けられた狭幅帯状樹脂フィルムの間隔測定装置１８により、ストライプ状樹脂フィルム積層金属板２１となった状態で測定され、その測定値に基づいてステアリングシャフト５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄを適正に操作して、各狭幅帯状樹脂フィルムの間隔を一定に調節する。なお、本実施形態では、５本の狭幅帯状樹脂フィルムを積層する場合を示しているが、本発明の製造方法および製造装置においては５本以上の狭幅帯状樹脂フィルムを扱えることはいうまでもなく、また、金属板２０の片側のみならず、両面に樹脂フィルムを積層することも可能である。

次に、本発明の要部の１つである狭幅帯状樹脂フィルムの巻解き手段の実施形態について説明する。
狭幅帯状樹脂フィルムの巻解き手段としては、巻芯に狭幅帯状樹脂フィルムを巻き取ったアンコイラーを用いることができる。各狭幅帯状樹脂フィルムを巻き取ったアンコイラーを設ける位置については特に制限するものではないが、製造装置をコンパクトにし、操作を簡略にするためには、図１に示すように、それぞれのアンコイラー１の巻芯を同一軸上に設け、同一平面で樹脂フィルムを搬送することが好ましい。
ステアリングシャフトを用いて各狭幅帯状樹脂フィルムの間隔を一定になるように調整するためには、搬送される樹脂フィルムに適正な張力が負荷されていることが不可欠である。そのためには、図１に示すラミネートロール１５および１６の回転により引張られることによる狭幅帯状樹脂フィルムの搬送速度よりもアンコイラー１の巻解き速度、すなわち巻芯の回転速度を小さくすることが必要である。そのためには、同一回転軸上に各アンコイラーを固設して、回転軸の回転速度を樹脂フィルムの搬送速度よりも小さくして、アンコイラーから樹脂フィルムを巻解けばよいが、このように同一回転軸上に各アンコイラーが固設されていると、各狭幅帯状樹脂フィルムは同一の張力が負荷されてステアリングシャフトに送られることになる。この場合、後記するステアリングシャフトを操作して各狭幅帯状樹脂フィルムの間隔を一定とするために、１つのステアリングシャフトの傾け角度を変化させると、狭幅帯状樹脂フィルムに負荷される張力も変化する。そのため、巻芯を同一回転軸上に有する他の樹脂フィルムの張力も変化し、そのため適正であった他の樹脂フィルムの間隔が相違してしまうことになり、他のステアリングシャフトも調整しなくてはならなくなり、各狭幅帯状樹脂フィルムの間隔を一定に調整することが非常に困難になる。

本発明においては、ステアリングシャフトを傾けた場合に、負荷される張力の変化をできるだけ小さくすることにより、必要とする狭幅帯状樹脂フィルムのみステアリングシャフトの傾け角度を調整するができ、既に適正に間隔を一定に調整された他の狭幅帯状樹脂フィルムに影響を与えることなく、容易に各狭幅帯状樹脂フィルムの間隔を一定に調整することが可能となり、前記問題点を解決できた。張力変化をできるだけ小さくする手段として、本実施形態においては巻解き手段にエアフリクションを作用させている。すなわち、本実施形態のストライプ状樹脂フィルム積層金属板の製造装置に用いるアンコイラー１は、図６に示すように、非回転の固定軸１Ａを包むようにエアフリクション部１Ｂが設けられている。エアフリクション部１Ｂは、公知のエアフリクション機構が採用できる。一例として、エア通路を有する中空軸１Ｆを固定軸１Ａのまわりに設け、該中空軸1Ｆの周囲に回転可能にその軸方向に複数個（図中では８個）の巻芯１Ｃを設け、それぞれの巻芯に当接するようにピストン１Ｄを設けて構成されている。加圧気体供給源から電磁弁１Ｅを介して、中空軸のエア通路１Ｇを通ってそれぞれのピストン１Ｄに加圧気体を供給して、巻芯１Ｃにピストン１Ｄを押圧することにより、巻芯１Ｃが非回転の固定軸１Ａの周囲で固定軸１Ａに対して独立に回転自在であると同時に、回転時にピストン１Ｄにより適宜のブレーキ力が作用し、各狭幅帯状樹脂フィルム（４Ａ〜４Ｄ）に張力が作用するようになっている。従って、巻芯がエアクリクションシャフトとして機能する。なお、図６では２個の巻芯上に１個の狭幅帯状樹脂フィルムを巻き取り、アンコイラー１として用いている。当然ながら、１個の巻芯上に１個の狭幅帯状樹脂フィルムを巻き取ってもよいし、３個以上の巻芯上に１個の狭幅帯状樹脂フィルムを巻き取ってもよい。

図６に示すように、巻芯１Ｃに巻き取られた各狭幅帯状樹脂フィルム（４Ａ〜４Ｄ）は、図１に示すようにラミネートロール１５および１６の回転により引張られて搬送されるが、搬送に際しては巻解き手段１のエアフリクション部１Ｂによりブレーキ力が作用するので、狭幅帯状樹脂フィルムには常に張力が負荷される。各狭幅帯状樹脂フィルム（４Ａ〜４Ｄ）はそれぞれ独立に回転自在の巻芯１Ｃから巻解かれるので、それぞれのステアリングシャフトを異なる角度で傾けてもエアフリクションの効果により、各狭幅帯状樹脂フィルムに負荷される張力はほぼ同一となるので、ステアリングシャフトをそれぞれ任意の角度に傾けることによって各狭幅帯状樹脂フィルムの間隔を一定に調整することが極めて容易になる。エアフリクション部１Ｂのピストン１Ｄによるブレーキ力は、電磁弁１Ｅにより調整することができる。

以上のようにして調整される各狭幅帯状樹脂フィルムの間隔は、図７に示すような狭幅帯状樹脂フィルムの間隔測定手段によって測定する。即ち、狭幅帯状樹脂フィルム４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄのそれぞれに対向するように、光源３０および測光手段３１を等間隔で各狭幅帯状樹脂フィルムと平行に配設する。光源３０からレーザー光等の有色の光線を各狭幅帯状樹脂フィルムの幅方向の左右いずれかの端部および広幅帯状金属板の露出部（非樹脂フィルム積層部）の境界に照射する。そして、境界の樹脂フィルムまたは金属板の露出部のいずれかに焦点を定めた色彩色差系などの測光手段３１を用いて、樹脂フィルムまたは金属板の露出部のいずれかの色調を連続測定する。焦点が、樹脂フィルムまたは金属板の露出部のいずれかから逸脱した場合は色調の測定値に変動が生じるので、図３および４に示すように、蝶ボルト１０を調節してステアリングシャフトの傾け角度を調整する。

狭幅帯状樹脂フィルムのステアリングは以下に示すようにして行う。まず、ステアリング部について説明する。各狭幅帯状樹脂フィルム４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄの進行方向を調整するステアリングシャフト５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄは、図２に示すように、例えば表面を滑面（鏡面）に仕上げた金属などの棒または管、もしくは小径のロールを用い、ステアリングシャフトの少なくとも一端を水平方向に対して上下に動かすことにより、各狭幅帯状樹脂フィルムの進行方向を水平方向の左右いずれかに偏向させるこよにより行う。操作をより簡便に行うためには、ステアリングシャフトの一端は固定し、他端のみを上下させることが好ましい。なお、ステアリングシャフトに小径ロールを用いる場合は、左右の支持は傾動可能な各種のベアリングを用いる必要があるが、狭幅帯状樹脂フィルムはステアリングシャフト上を摺動することがなく、転がり摩擦のみとなるので表面疵などが付きにくくなる。

上記のステアリング部の構成として、具体的には図３および４に示すように、ステアリングシャフト５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄは各狭幅帯状樹脂フィルムの進行方向左右対称１対のステアリングシャフト支持環８Ａ、８Ａにより支持され、さらに固定用の蝶ボルト１０により軽く固定されている。１対のステアリングシャフト支持環８Ａ、８Ａは、一方がターンバックル９（図３）とボルト８、または油圧式昇降機（図４）を介して上下動可能なステアリングシャフト支持部６で、他方がボルト８を介してステアリングシャフト支持部７で支持され、両支持部はそれぞれボルト支持ブロック１１Ａを介して基台１１に固定されている。

このように構成されたステアリング部において、ターンバックル（図３）または油圧シリンダをアクチュエータとする油圧昇降機（図４）を用いてステアリングシャフトの一端を上下させ、ステアリングシャフトを狭幅帯状樹脂フィルムの進行方向に直角な面内で適切な角度θで傾斜させることにより、狭幅帯状樹脂フィルムの進行方向張力の幅方向分布を変化させることが可能となる。すなわち、図３および４において左側のステアリングシャフト支持部６におけるステアリングシャフトの支持位置を右側のステアリングシャフト支持部７のステアリングシャフトの支持位置よりも高くすると狭幅帯状樹脂フィルム左側の張力が高くなり、逆に右側の支持位置を左側の支持位置よりも高くすると狭幅帯状樹脂フィルム右側の張力が高くなり、張力が高まる方向に進行方向を移動させることにより、狭幅帯状樹脂フィルム同士の間隔を適正に一定とすることが可能となる。

図４に示すステアリング方式においては、ステアリング手段を自働制御する手段として、各狭幅帯状樹脂フィルム同士の間隔の偏差ΔＤを検出手段（図示せず）を用いて測定し、この測定結果を樹脂フィルムの強度、伸び、厚さ等の物性・物理データから集積した理論式などを入力したＣＰＵ１９に導いて演算させて得られた、ステアリングシャフトの適切な傾斜角度を生じせしめる出力信号を、自動制御の油圧昇降機１１Ｂのアクチュエータにフィードバックして油圧昇降機を作動させることにより、一定の条件内で各狭幅帯状樹脂フィルム同士の間隔を一定に自動制御することができる。

本発明のストライプ状樹脂フィルム積層金属板の製造方法および製造装置を用いることにより、極めて容易に各狭幅帯状フィルムの間隔が一定になるようにステアリングして、狭幅帯状フィルムの間隔同士の正確な間隔を有するストライプ状樹脂フィルム積層金属板を製造することができる。

本発明のストライプ状樹脂フィルム積層金属板の製造方法および製造装置の一例を示す概略図である。樹脂フィルムのステアリング方法を示す概略図である。ステアリングシャフトの支持調節機構の一例を示す、図１のＹ−Ｙ矢視図である。ステアリングシャフトの支持調節機構の他の一例を示す、図１のＹ−Ｙ矢視図である。狭幅帯状樹脂フィルムの巻解き手段の一例としてのアンコイラーを示す斜視図である。巻解き手段の断面図である。樹脂フィルムの間隔測定方法を示す概略図である。

符号の説明

１：アンコイラー（狭幅帯状樹脂フィルム巻解き手段）
１Ａ：固定軸
１Ｂ：エアフリクション部
１Ｃ：巻芯
１Ｄ：ピストン
１Ｅ：電磁弁
１Ｆ：中空軸
２：支持ロール
３Ａ：デフレクターロール
３Ｂ：デフレクターロール
４Ａ：狭幅帯状樹脂フィルム
４Ｂ：狭幅帯状樹脂フィルム
４Ｃ：狭幅帯状樹脂フィルム
４Ｄ：狭幅帯状樹脂フィルム
５Ａ：ステアリングシャフト
５Ｂ：ステアリングシャフト
５Ｃ：ステアリングシャフト
５Ｄ：ステアリングシャフト
６：ステアリングシャフト支持部
７：ステアリングシャフト支持部
８：ボルト
８Ａ：ステアリングシャフト支持環
９：ターンバックル
１０：蝶ボルト
１１：基台
１１Ａ：ボルト支持ブロック
１１Ｂ：油圧昇降機
１５：ラミネートロール
１６：ラミネートロール
１８：狭幅帯状樹脂フィルムの間隔測定装置
２０：金属板
２１：ストライプ状樹脂フィルム積層金属板
３０：光源
３１：測光手段
ｄ１：狭幅帯状樹脂フィルム４Ａ−４Ｂ間の間隔
ｄ２：狭幅帯状樹脂フィルム４Ｂ−４Ｃ間の間隔
ｄ３：狭幅帯状樹脂フィルム４Ｃ−４Ｄ間の間隔

Claims

広幅帯状金属板に複数条の狭幅帯状樹脂フィルムを連続的に積層するストライプ状樹脂フィルム積層金属板の製造方法において、予め狭幅に分割された複数条の狭幅帯状樹脂フィルムのそれぞれを、それぞれ独立に張力の変動に対して一定の張力を維持して巻解くことができる狭幅帯状樹脂フィルム巻解き手段から常時適正な張力が負荷された状態で巻解き、ステアリング手段を用いて各条の間隔が一定となるように制御しつつ供給し、広幅帯状金属板と共に、少なくとも１対のラミネートロール間で加圧して積層することを特徴とする、ストライプ状樹脂フィルム積層金属板の製造方法。
各狭幅帯状樹脂フィルム同士の間隔偏差を測定し、該測定結果から狭幅帯状樹脂フィルムの物性・物理データを基にステアリング手段のステアリングシャフトの傾斜角度を演算して、前記ステアリング手段を自動制御する請求項１に記載のストライプ状樹脂フィルム積層金属板の製造方法。
帯状金属板巻解き手段と、狭幅帯状樹脂フィルムをそれぞれ独立に張力の変動に対して一定の張力を維持して巻解くことができる複数の狭幅帯状樹脂フィルム巻解き手段と、各狭幅帯状樹脂フィルムを支持する複数の幅方向に傾斜可能な狭幅帯状樹脂フィルムのステアリング手段と、狭幅帯状樹脂フィルムの間隔測定手段と、少なくとも１対のラミネートロールと、ストライプ状樹脂フィルム積層金属板の巻取り手段とからなることを特徴とするストライプ状樹脂フィルム積層金属板の製造装置。
前記狭幅帯状樹脂フィルム巻解き手段が、エアーフリクションシャフトを用いた巻芯に樹脂フィルムを巻き取ってなるアンコイラーであり、各狭幅帯状樹脂フィルム巻解き手段を構成するアンコイラーの巻芯が、それぞれ独立にエアーフリクションを作用させてトルク可変に同一の固定軸上に設けられていることを特徴とする、請求項３に記載のストライプ状樹脂フィルム積層金属板の製造装置。