JP2007168011A

JP2007168011A - コイルバー塗布用の芯金、芯金の製造方法、及び、該芯金を使用したコイルバー

Info

Publication number: JP2007168011A
Application number: JP2005368263A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Nishikawa; 真一西川; Koichi Hasegawa; 光一長谷川
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2007-07-05

Abstract

【課題】塗布故障を減少することができるコイルバー用の芯金、及びその芯金を用いたコイルバーを提供する。
【解決手段】本発明は、コイルバー用の芯金の規格であって、円柱形状を有し、ワイヤーを巻いて作られるコイルバーの芯金に必要な１μｍ以上の突起のない芯金を用いることで塗布故障を減らすことを可能にする。
【選択図】図３

Description

本発明は、可撓性支持体上に連続的に塗布液を塗布する塗布装置に備えられたコイルバーの芯金と、その芯金を用いたコイルバーに関する。

従来、連続的に走行する可撓性支持体（ベース）上に所望の組成の塗布液を連続塗布する塗布装置が各種分野において使用されている。この塗布装置の一つに、一般にバーコーター又はロッドコーターと称されているものがある。この塗布装置は、例えばアプリケーターロール等により可撓性支持体上に予め塗布された塗布液を、コーティング用バーにより計量して任意の厚さにするとともに、塗布液の平滑化を行う装置であり、その構成が比較的簡便でかつ高速薄層塗布が可能であることから広く用いられている。

この種のコーティング用バーは、その面性や耐久性等により、塗布層の品質が影響されることから、この種の技術を高める工夫がこれまでなされてきている。コーティング用バーを備えた塗布装置の一例として、ワイヤーを周面に巻回された金属製の円柱形状を有する芯金からなるコイルバーが用いてられている（例えば、下記特許文献１参照）。

特に、ワイヤーを巻回されたコイルバーは、巻くワイヤーの直径の選定によって、バー表面に所定の凹凸を形成することができることから、塗布液の液物性に合わせて良好な塗布面が形成できるようにできるなど幾つかの利点を有しているので、高品質が要求される磁性分散液等の塗布に用いて好適なものである。

特開平８−８９８７０号公報

ところで、高精度の塗布を実現するためには、塗布面にむら等の塗布故障の影響を及ぼすことがないように、欠陥のないコイルバーを製造することが重要である。発明者の知見によれば、コイルバーの欠陥の直接原因としては、下記（１）から（６）が指摘される。

（１）芯金の凸傷
図８（ａ）に示すように、芯金１０５の外周面に突出した、いわゆる凸傷Ｅ１がある場合に、芯金１０５に巻回されるワイヤー１０６が乱れ、コイルバーの表面性能を劣化させてしまう。芯金１０５の外周面の凸傷Ｅ１としては、２μｍ程度の突出量でワイヤー１０６の巻回に影響を及ぼしてしまう。
（２）異物の巻込み
図８（ｂ）に示すように、芯金１０５の外周面にワイヤー１０６を巻回させるときに、異物Ｅ２を巻込んでしまうことで、ワイヤー１０６の巻姿に乱れが生じ、コイルバーの表面性能を劣化させてしまう。
（３）ワイヤー凸傷
図８（ｃ）に示すように、芯金１０５に巻回されたワイヤー１０６の表面に凸傷Ｅ３があると、ワイヤー１０６の巻姿が良好であっても、該凸傷Ｅ３が塗布面に悪影響を及ぼしてしまう。
（４）ワイヤーの付着物
図８（ｄ）に示すように、ワイヤー１０６が芯金１０５に良好な巻姿で巻回されていても、ワイヤー１０６に異物Ｅ４が付着していると、異物Ｅ４が付着した部位で塗布に乱れが生じてしまう。
（５）巻機不良
図８（ｅ）に示すように、芯金１０５にワイヤー１０６を巻回する工程で、ガイド不良やメカロス変動によって、ワイヤー１０６同士の間に隙間Ｅ５が発生すると、コイルバーの表面性能が劣化してしまう。
（６）芯金の凹凸傷
図８（ｆ）に示すように、芯金１０５に凹凸傷Ｅ６がある場合に、約４μｍ以上の突出量の凹凸傷Ｅ６が生じた部位では、ワイヤー１０６同士に間に隙間が生じ、コイルバーの表面性能が劣化してしまう。

上記（１）から（６）のコイルバーの欠陥は、（１）から（４）のようにコイルバーの表面が、ワイヤー１０６又は異物により突出してしまうものであり、（５），（６）は、ワイヤー１０６同士の間に隙間が生じてしまうものである。

そして、本発明者は、芯金に起因するコイルバーの欠陥が、塗布故障において大きな要因であることに着目した。そして、外周面に突出した凸傷がない芯金を製造する手段を鋭意検討し、その結果、塗布故障が少ないコイルバーの芯金、その芯金を用いたコイルバーを提供できることを見出した。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、塗布故障を減少することができるコイルバー用の芯金、その芯金の製造方法、及び、芯金を用いたコイルバーを提供することにある。

本発明の上記目的は、コイルバー塗布に使用されるコイルバー用の芯金の製造方法であって、円柱形状を有し、センタレス研削盤又はスパロール加工機を用いた芯金の製造方法によって達成される。

本発明の芯金によれば、製造後に芯金の外周表面に生じる凸傷の大きさを小さく抑制することができる。そして、この芯金を更に、従来のスパロール加工を施したうえで、ワイヤーを巻回させてコイルバーを製造すれば、ワイヤーが局所的に張り出して巻姿が乱れてしまうことやワイヤー同士の間に隙間が形成されてコイルバーの表面性能が劣化してしまうことを防止することができる。

本発明において、砥石部材にスパロール加工を施し、ロッド部材の表面に形成された凸傷の突出量を１μｍ以下とすることが好ましい。こうすれば、スパロール加工後に、芯金にワイヤーを巻回させて製造されたコイルバーの表面性能が良好であり、可撓性支持体に塗布液を行う塗布装置に組み込むことで、該可撓性支持体に高速に塗布を行う場合でも塗布欠陥をより一層抑制することができる。

本発明によれば、塗布故障を減少することができるコイルバー用の芯金、その芯金の製造方法、及び、芯金を用いたコイルバーを提供できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明に係るコイルバーを備えた塗布装置の構成の一例を示す図である。塗布装置１００は、ホルダ１０１と、ホルダ１０１上で回動自在に設けら、コーティングバーとして機能する、円柱形状を有するコイルバー１とを備えている。コイルバー１は、その回転軸の軸方向端部が駆動部１０２に連結されており、駆動部１０２の駆動力によって軸回転する。

ホルダ１０１には、給液機構から供給された塗布液をホルダ１０１の外部に圧力で染み出させることで、ホルダ１０１とコイルバー１との間に供給するスリットと、塗布に供されなかった余剰の塗布液を回収廃液する溝１０２が形成されている。

上記のような構成の塗布装置１００を用いて可撓性支持体Ｗ上に塗布膜を形成する場合には、可撓性支持体Ｗを連続的に走行させ、ホルダ１０１上に塗布液を供給して回動するコイルバー１の外周面に付着させつつ、走行する可撓性支持体Ｗの下側面（図１の下側の面）に該コイルバー１の外周面を接触させる。こうして、可撓性支持体に所定の均一な厚さで塗布液を連続的に塗布する。

図２は、本発明に係るコイルバーの構成を説明する図である。コイルバー１は、金属製の円柱形状のロッド部材を母材として使用し、このロッド母材を後述する製造工程によって加工することで得られる、円柱形状の芯金５を備えている。芯金５の長手方向に対する中央部２の外周面にワイヤー６が巻回されている。

本実施形態では、コイルバー１の直径を３．１５ｍｍから１３．３ｍｍとし、芯金５の直径を３ｍｍから１３ｍｍとし、コイルバー１の全長の長さを３００ｍｍから２０００ｍｍとし、ワイヤー６が巻回される中央部２の長さを２００ｍｍから１９００ｍｍとすることが好ましい。

次に、本発明に係るコイルバーに使用される芯金の製造手順を説明する。図３は、芯金の製造手順を示すフローチャートである。

最初に、芯金を製作するための母材として、略円柱形状を有し、直径３ｍｍから１３ｍｍ、軸方向長さ３００ｍｍから２０００ｍｍの金属材料からなるロッド部材を準備する。本実施形態では、ロッド部材の材料として、ステンレス（ＳＵＳ）を使用した。

本実施形態では、ロッド部材に、順に、１）素材軸加工，２）センタレス研削加工（粗加工），３）仕上げセンタレス研削加工，４）スパロール加工，５）洗浄，６）検査、を行う。

最初に、本実施形態のセンタレス研削加工を説明する。
本発明において、センタレス研削加工とは、心なし研削と呼ばれるもので、円筒研削盤による加工をいう。
図４は、本実施形態のセンタレス研削加工で使用する研削装置の構成を示す図である。図５は、研削時において研削装置の研削部での状態を説明する図である。研削装置１０は、装置ベース１１と、装置ベース１１上の面に可動に設けられた砥石支持台１３と、砥石支持台１３に軸回転可能に取り付けられた円柱形状を有する砥石部材１４とを備えている。また、研削装置１０は、装置ベース１１上の面に対して上方へ傾斜する面を有する傾斜台１５と、該傾斜台１５上の傾斜面に沿ってスライド自在な調整車支持部１６と、調整車支持部１６に回動自在に取り付けられた車状の調整車１７とを備えている。さらに、装置ベース１１上において、砥石支持台１３と傾斜台１５との間にはブレード１２が立設され、該ブレード１２の上方端部が、砥石部材１４と調整車１７との間に位置するように構成されている。

調整車１７は、センターハイト角が常に一定になるものが採用される。センターハイト角とは、ロッド部材Ｗを軸方向視した状態（図４を正面視した状態）において、該ロッド部材Ｗの軸と調整車１７の軸とを結ぶ直線と、砥石部材１４の軸とロッド部材Ｗの軸とを結ぶ直線との角度をいう。また、センターハイトとは、砥石部材１４の軸とロッド部材Ｗの軸との、鉛直方向（図４の上下方向）の距離をいう。

図示しないが、砥石部材１４及び調整車１７に対してそれぞれ専用のドレッシング装置が設けられている。これらドレッシング装置は、砥石部材１４と調整車１７による研削加工を妨げないように、研削加工位置の反対側（砥石部材１４と調整車１７の外側）にそれぞれ設置されている。

図５に示すように、研削時には、砥石部材１４と調整車１７とを同じ方向に軸回転させた状態で、ブレード１２上に支持させつつロッド部材Ｗを、その軸方向に送り込む。ロッド部材Ｗは、調整車１７によって砥石部材１４側に押し付けられるとともに、ロッド部材Ｗの外周面が、回動する砥石部材１４の外周面に係止絵された砥石によって研削される。調整車１７の軸方向が、砥石部材１４の軸方向に対して所定の調整車傾斜角（本実施形態では４５分とした。）で傾斜するように配置されているため、ロッド部材Ｗが推進力を付与され、該ロッド部材Ｗが軸回転しつつ軸方向に移動する。

また、本実施形態において、研削時の砥石部材１４の回転数を、１０００ｒｐｍから１２００ｒｐｍとし、調整車１７の回転数を１５ｒｐｍから３０ｒｐｍとすることが好ましい。

ブレード１２としては、以下の条件を満たすものが好ましい。
材質：超鋼、ダイアモンドコンパックスを使用でき、特に、遊離砥粒のくい込みのしにくいダイアモンドコンパックスが好ましい。
上面角度設定：フラット
センターハイト角度：６°
センターハイト：（ロッド部材の移動方向の）入口側０ｍｍ，出口側６ｍｍ

図６は、研削装置の、ロッド部材を研削部に移動する状態を説明する図である。研削装置１０には、ロッド部材Wの移動方向において研削部材１４の前方（上流側）に位置し、研削部２０に送り出すロッド部材Ｗを支持する入口シュート部２１と、研削部材１４の後方（下流側）に位置し、研削部２０から送り出されたロッド部材Ｗを支持する出口シュート部２２とが設けられている。本実施形態の研削装置１０は、入口シュート部２１及び出口シュート部２２に研削液を供給する研削液供給機構を備えている。具体的には、研削装置１０は、研削液Ｌを貯留させる研削液タンク２３と、研削液タンク２３の研削液Ｌを入口シュート部２１と出口シュート部２２とのそれぞれに所定の圧力で供給するポンプ部２４とを備えている。

研削時に入口シュート部２１及び出口シュート部２２に研削液Ｌを供給することで、入口シュート部２１及び出口シュート部２２の表面にロッド部材Ｗが摺接する際に、該ロッド部材Ｗの表面に螺旋状の傷や、所謂送りマークと呼ばれる傷が生じてしまうことを抑制することができる。

次に、スパロール加工について説明する。
図７は、本実施形態におけるスパロール加工を説明する簡略図である。図７に示すように、スパロール加工部は、ワーク（本実施形態でいうロッド部材W）の外周面を押しならすことによって鏡面にする、センタレス方式のローラバニシング加工を行う機構である。具体的に、スパロール加工部には、略円筒形状のヘッド７１と、ヘッド７１の内周部に設けられた円筒形状のフレーム７３と、該フレーム７３に転動自在で、且つ、内周の周方向に対して等間隔に保持された複数のローラ７２とが備えられている。それぞれのローラ７２は、略円錐体形状を有し、転動する際の軸方向がロッド部材Ｗの軸方向に対して所定の角度（フィードアングル）Ａだけ傾斜するように設けられている。

スパロール加工を施すには、ロッド部材Ｗをヘッド７１の内周に挿通させて、ヘッド７１を回転すると、複数のローラ７２がロッド部材Ｗの外周面上に沿って転動するとともに、フィードアングルＡによってロッド部材Ｗが前方へ押し出される。複数のローラ７２が転動する際に、各ローラからロッド部材Ｗの外周面に対して強い応力がかかり、ロッド部材Ｗの表面に形成された凹凸傷が塑性変形により潰され、消滅又は縮小する。
また、スパロール加工は、ロッド部材の表面直下には、圧縮の残留応力を与えるため、加工硬化による耐磨耗性の向上や疲労強度の上昇も期待できるうえ、作業が容易であり、短い加工時間で行うことができる。
さらに、スパロール加工は、ロッド部材の表面のみが塑性変形され、ロッド部材の真円度、円筒度等は変化しないため、スパロール加工前の状態を維持することができる。

スパロール加工後、ロッド部材Ｗを洗浄することで、コイルバー用の芯金を得ることができる。
本実施形態の芯金の製造方法によって得られた芯金は、真円度が０．６以下とすることができ、仕様の基準である１μｍ以下を達成することができた。また、真直度としては、平均で振れ量が５７μｍとすることができ、基準である全長１００μｍ以下とする基準を達成することができた。表面粗度としては、最大表面粗さＲｍａｘが全芯金の平均で０．３１μｍとなり、仕様の基準であるＲｍａｘ＜１μｍを達成するができた。

本実施形態の製造方法によれば、芯金の表面において、スパロール加工前において、突出量が１μｍ以上の凸傷のほぼなくすことができ、スパロール加工後には、全ての凸傷の突出量を１μｍ以下にすることができる。

砥石部材にスパロール加工を施し、ロッド部材の表面に形成された凸傷の突出量を１μｍ以下とすることによって、スパロール加工後に、芯金にワイヤーを巻回させて製造されたコイルバーの表面性能が良好であり、可撓性支持体に塗布液を行う塗布装置に組み込むことで、該可撓性支持体に高速に塗布を行う場合でも塗布欠陥をより一層抑制することができる。

尚、ロッド部材Ｗは長尺物であり、機械加工の結果いわゆる振れが発生する場合がある。係る場合には公知の振れ取り加工を製造工程の要所で行なうことが好ましい。

本発明に係るコイルバーを備えた塗布装置の構成の一例を示す図である。コイルバーの構成を説明する図である。芯金の製造手順を示すフローチャートである。センタレス研削加工で使用する研削装置の構成を示す図である。研削時において研削装置の研削部での状態を説明する図である。研削装置の、ロッド部材を研削部に移動する状態を説明する図である。スパロール加工を説明する簡略図である。コイルバーの欠陥を説明する図である。

符号の説明

１コイルバー
１０研削装置
１２ブレード
１４研削部材
１７調整車
１００塗布装置
Ｗロッド部材

Claims

コイルバー塗布に使用されるコイルバー用の芯金であって、センタレス研削盤及びスパロール加工機を用い、ロッド部材の表面に形成された凸傷の突出量を１μｍ以下とすることを特徴とする芯金の製造方法。
前記ロッド部材がステンレス製であることを特徴とする請求項１に記載の芯金の製造方法。
上記請求項１から２のいずれか１つに記載の芯金の製造方法によって製造された芯金。
上記請求項１から３のいずれか１つに記載の芯金の外周にワイヤーを巻回させてなるコイルバー。