JP2825788B2

JP2825788B2 - バッキングロールのたわみ防止装置

Info

Publication number: JP2825788B2
Application number: JP8082416A
Authority: JP
Inventors: 眞司藤野
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 1998-11-18
Anticipated expiration: 2016-04-04
Also published as: JPH09271703A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイコータ塗布に
おいて、回転しながら外周に支持した塗布基材を連続搬
送するバッキングロールのたわみ防止装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ダイコータにより金属、樹脂、紙等の帯
状塗布基材の表面に塗膜厚が均一で光沢のある美しい塗
布面を形成するには、塗料を吐出するダイ本体の先端リ
ップ部と、バッキングロールに支持されつつ上記先端リ
ップ部近傍を連続搬送される塗布基材との間のギャップ
が常時一定に保持されている必要がある。そのため塗布
開始前に、バッキングロールに対するダイ本体の位置を
微調整して、上記ギャップが基材幅方向にわたって均一
な最適ギャップになるように初期設定する。この最適ギ
ャップは塗布基材の種類や塗布仕様によって異なるが、
一般にウエット時の塗膜厚の１．０〜１．６倍程度、具
体的には塗布基材が溶融亜鉛めっき鋼帯の場合、２０〜
８０μｍの範囲内で数ミクロンオーダで設定される。そ
の後、バッキングロールを回転させて塗布基材を連続搬
送するとともに、ダイ本体に塗料を供給して塗布を開始
する。

【０００３】塗布基材が鋼帯の場合、連続搬送される鋼
帯にはかなりの張力が付加されている。具体的には、カ
ラーコート鋼帯塗装の塗布基材には、板厚０．１６〜
１．２ｍｍ、板幅６００〜１５４２ｍｍの範囲内の溶融
亜鉛めっき鋼帯が一般に使用され、連続搬中の単位面積
（ｍｍ²）当たりの張力は２．５〜３．０ｋｇ程度にな
る。したがって、溶融亜鉛めっき鋼帯のうち断面積が最
大のものでは５０００ｋｇの張力がかかり、断面積が最
小のものでも３００ｋｇの張力がかかることになる。

【０００４】上記のような鋼帯の張力によってバッキン
グロールには相当の荷重が作用し、金属円筒体からなる
バッキングロールにたわみを生じさせる。このバッキン
グロールのたわみによって鋼帯の表面も湾曲するため、
ダイ本体との間のギャップが鋼帯の中央部近傍で最も大
きくなり、鋼帯幅方向で塗膜厚が不均一になるという問
題がある。

【０００５】一方、バッキングロールの肉厚を厚く形成
してバッキングロールの最大たわみ量を数μｍに抑える
ことは可能であるが、製造コストが高くなるため好まし
くない。また、たわみ防止用の支持ロールをバッキング
ロールに当接させて支持する方法も考えられるが、支持
ロール表面に塗料やゴミが付着した場合には却ってバッ
キングロールをたわませる原因となる。さらに、バッキ
ングロールの内部側に油圧吐出ノズルを設けてロールに
かかる荷重を直接支持する方法もあるが、ロール内部に
種々の機器を装着するため、設備が複雑になる欠点があ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、表面が鋼製の
バッキングロールに鋼帯によって大きな張力が付加され
た場合でもバッキングロールがたわむのを防ぎ、常に鋼
帯表面に均一な厚さの塗膜を形成する必要がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決すべくなされたもので、第１発明のバッキングロー
ルのたわみ防止装置は、外周に支持した塗布基材を回転
しながら連続搬送するダイコータ塗布用バッキングロー
ルにおいて、搬送中の塗布基材の張力に基づきバッキン
グロールに作用する荷重に対し、これに釣り合う反力を
上記バッキングロールへ向かって吐出する液体の圧力に
よって作用させる液圧支持装置を設けたものである。

【０００８】第２発明のバッキングロールのたわみ防止
装置は上記液圧支持装置が塗布基材支持領域の径方向反
対側でバッキングロールとの間に僅かの隙間を隔てて開
口するノズルボックスを有するとともに、このノズルボ
ックスに液体を供給する液体供給装置を接続したもので
ある。

【０００９】第３発明のバッキングロールのたわみ防止
装置は、上記ノズルボックス内部を複数の仕切壁でバッ
キングロールの軸方向に沿って分割するとともに、分割
されたノズルボックスの各内部に上記液体供給装置から
選択的に液体を供給し得るようにしたものである。

【００１０】第４発明のバッキングロールのたわみ防止
装置は、上記ノズルボックスから流出した液体を回収す
るとともに、この回収した液体を上記液体供給装置を介
して上記ノズルボックスに再供給する液体循環装置を設
けたものである。

【００１１】第５発明のバッキングロールのたわみ防止
措置は、上記ノズルボックスに関してバッキングロール
の回転方向下流側においてバッキングロールに沿って当
接するドクターブレードを設けたものである。

【００１２】第６発明のバッキングロールのたわみ防止
装置は、外周に支持した塗布基材を回転しながら連続搬
送するダイコータ塗布用バッキングロールを両端面を閉
じた円筒体に形成するとともに、その内部に液体を所定
圧力で充満させたものである。

【００１３】第７発明のバッキングロールのたわみ防止
装置は、上記第６発明において上記バッキングロール内
部に充満させた液体の温度を調節可能な温度調節装置を
設けたものである。

【００１４】

【発明の効果】第１発明のたわみ防止装置では、液圧支
持装置からバッキングロールに向かって液体を吐出して
圧力を加える。この液圧が塗布基材の張力によってバッ
キングロールに作用する荷重に対する反力として作用す
る。上記荷重と上記液圧とを釣り合わせることで、バッ
キングロールのたわみを防止することができる。

【００１５】これにより、連続塗布中もダイ本体と塗布
基材との間のギャップを基材幅方向にわたって初期設定
状態の最適ギャップに保つことができ、塗膜厚が均一な
塗布面を形成することができる。また、このようにして
たわみを防止できることで、過大な強度を持たせたロー
ル設計が不必要となり製作コストを安くできる。さら
に、塗布基材両側からはみ出てバッキングロールに付着
した塗料が、その回転にしたがって液圧支持装置の対向
部に来たときに、吐出された液体によって洗い落とされ
るというバッキングロールの洗浄効果もある。

【００１６】第２発明のたわみ防止措置では、上記液圧
支持装置のノズルボックスがバッキングロールとの間に
僅かの隙間を隔てて開口しているので、バッキングロー
ルに圧力を付加する液体が上記隙間から流れ出る量が少
なくて済み、液体消費量を抑えることができる。また、
上記ノズルボックスはバッキングロールの軸方向と周方
向に沿って開口しているので、バッキングロールの表面
の所定面積に均一に液圧を作用させることができる。こ
れにより、塗布基材がバッキングロールに及ぼす分布荷
重に近いかたちで液圧を作用させることができ、バッキ
ングロールのたわみ防止効果をより確実なものにでき
る。

【００１７】また、塗布基材の変更に伴ってバッキング
ロールに対する荷重も変化するが、上記液体供給装置に
よりノズルボックスに供給する液体の圧力を調節するこ
とで上記荷重の変化に柔軟に対応することができる。

【００１８】第３発明のたわみ防止装置では、複数の仕
切壁で分割されたノズルボックスの各内部に上記液体供
給装置から選択的に液体を供給することで液圧が作用す
るノズル幅を調整でき、塗布基材幅の変更に対応でき
る。

【００１９】第４発明のたわみ防止措置では、液体循環
装置を設けているため、液体消費量をさらに少なくする
ことができる。また、この液体にシンナー等の揮発性溶
剤を用いた場合には、ノズルボックスから流れ出た上記
溶剤をできるだけ回収することで、ダイコータが設置さ
れている室内環境への悪影響を最小限にとどめることが
できる。

【００２０】第５発明のたわみ防止装置では、ノズルボ
ックスから吐出する液体で洗浄されたのちに、バッキン
グロール表面になお付着する塗料はドクタブレードで掻
き落とされる。この場合、付着塗料は液体により希釈化
されて落ちやすくなっているので上記ブレードで完全に
除去することができる。また、このドクタブレードによ
ってバッキングロール表面に濡れた状態で残っている液
体も完全に回収することができる。

【００２１】第６発明のたわみ防止装置では、バッキン
グロール内部に液体を所定圧力で充満させることによ
り、塗布基材による荷重に対するバッキングロールの変
形抵抗が大きくなるので、これによってもたわみ防止効
果がある。

【００２２】第７発明のたわみ防止装置では、バッキン
グロール内部に充満させた液体の温度を調節して一定温
度に保持することができる。これにより、バッキングロ
ールを温度を、ギャップの所期設定時から昇温させてお
き、連続塗布中も一定に保つことができる。したがっ
て、従来のように塗布開始後にバッキングロールの温度
が上昇して熱膨張により外径が変化し、そのためにギャ
ップが変化するという事態を回避することができ、最適
ギャップを維持することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。図１に示すように、本
発明にかかるバッキングロールのたわみ防止装置１は、
バッキングロール２、このバッキングロール２の外周に
支持された鋼帯等の塗布基材Ｗ、および塗布基材Ｗに所
定ギャップｇを隔てて対向配置されたダイ本体４からな
るダイコータ塗布装置１００とともに設けられている。

【００２４】バッキングロール２は、例えば両端面が液
密状態に閉じられた金属製中空円筒体からなっており、
回転軸４を中心に矢印Ａ方向に回転可能であり、その回
転により塗布基材Ｗを矢印Ｂ方向に連続搬送するように
なっている。上記回転軸４の両端部からは、所定深さの
循環孔４ａがその中心軸に沿ってそれぞれ形成されると
ともに、各循環孔４ａとバッキングロール２の内部とを
連通させるインレット孔４ｂおよびアウトレット孔４ｃ
が各１箇所形成されている。

【００２５】ダイ本体３は図示しないダイセット台にセ
ットされ、塗布基材Ｗへ対向してその先端リップ部３ａ
には塗料吐出口であるスロットノズル３ｂが開口してい
る。上記ダイセット台にはダイ本体３の位置の調整機構
が設けてあり、上記ギャップｇを微調整できるようにな
っている。

【００２６】上記たわみ防止装置１は、塗布基材Ｗの支
持領域の径方向反対側においてバッキングロール２に対
向して固定された液圧式支持装置５を備えている。この
液圧式支持装置５は鋳物または金属板の接合体からな
り、バッキングロール２の対向部にはノズルボックス６
を有している。ノズルボックス６の先端縁部６ａはバッ
キングロール２の表面との間に数十μｍ程度の僅かな隙
間を隔てて対向するとともに、バッキングロール２の軸
方向および周方向に沿って略矩形状に開口している。な
お、ノズルボックス６の壁部の厚みを大きくすればバッ
キングロール２との間の隙間流出抵抗が大きくなって液
体の流出量を抑えられるので、ノズルボクッス６の内部
圧力をより上げやすくなる。

【００２７】上記ノズルボックス６には、途中に開閉弁
７および圧力計９を備えた配管１０を介して液体供給装
置であるギヤポンプ１１が接続されており、駆動モータ
１２の回転数制御によりノズルボクッス６に供給する液
体の圧力が調節可能になっている。

【００２８】上記液圧支持装置５は、連続搬送される塗
布基材Ｗの張力に基づきバッキングロール２に作用する
荷重に対し、これに釣り合う反力をノズルボックス６か
らバッキングロール２に向かって吐出する液体の圧力に
よって作用させるものである。したがって、上記荷重Ｆ
と液圧の合力Ｐとが釣り合うように、ノズルボックス６
の位置および大きさ等を決定する必要がある。すなわ
ち、ノズルボックス６の中心が上記荷重Ｆを示すベクト
ルの延長線Ｘ上にあるように液圧式支持装置５を配置す
る。また、上記荷重Ｆは塗布基材Ｗの種類や搬送速度に
よって異なり、上記合力Ｐの大きさはノズルボックス６
の開口面積と液圧によって決まる。したがって、上記荷
重Ｆの最大値にも対応できるようにノズルボックス６の
設計、ギヤポンプ１１および駆動モータ１２の選定を行
う。また、ノズルボックス６に供給する液体は、塗料の
性質によって選択する。例えば、溶剤性塗料の場合はシ
ンナーを、水性塗料の場合には水を使用することができ
る。

【００２９】上記ノズルボックス６の内部は、図２に示
すように、複数の仕切壁６ｂによってバッキングロール
２の軸方向に沿って分割され、上記配管１０から分岐し
たヘッダ管１４より延びる複数の配管１５がそれぞれ接
続されている。各配管１５には開閉弁１６がそれぞれ設
けてあり、適宜開閉することにより分割されたノズルボ
ックス６の各内部に塗布基材Ｗの幅ｈに応じて液体を選
択的に供給できるようになっている。

【００３０】また、図１，２示すように、上記液圧式支
持装置５にはノズルボックス６の両側および下方を覆っ
ている外周壁５ａが一体的に形成されている。この外周
壁５ａとノズルボックス６との間には空間が形成され、
ノズルボックス６から流出した液体の流路５ｂとなって
いる。ノズルボックス６の下方の外周壁５ａには開口部
５ｃが形成されている。この開口部５ｃに対応して回収
樋１７が取り付けてあり、その下方には回収タンク１８
が設けてある。そして、回収タンク１８から延びる配管
１９がフィルタ８を介して上記ギヤポンプ１１に接続さ
れている。これらにより、液体循環装置が構成されてお
り、流路５ｂから開口部５ｃを介して回収樋１７に流れ
込んだ液体は、回収タンク１８および配管１９を経てギ
ヤポンプ１１に供給され、ノズルボックス６に再供給さ
れるようになっている。

【００３１】上記バッキングロール２には、ノズルボッ
クス６に関して回転方向上流側において、その軸方向に
沿って当接する第１のドクターブレード２１が設けてあ
る。一方、ノズルボックス６に関して回転方向下流側に
おいてバッキングロール２の軸方向に沿って当接する第
２のドクターブレード２２が上記外周壁５ａの先端に設
けてある。

【００３２】図３に示すように、バッキングロール２の
回転軸４は、その両端側において軸受け２３，２３で支
持されるとともに、その両端部にはロータリジョイント
２４，２４が連結されている。ロータリジョイント２
４，２４は、途中にポンプ２５、温度調節装置２６、開
閉弁２７、および圧力計２８を備えた配管２９によって
接続されている。そして、バッキングロール２、回転軸
４、および配管２９の各内部には、非圧縮性の液体、例
えば水が満たされている。この状態でポンプ２５を駆動
することにより、温度調節装置２６で所定温度に保たれ
た温水をバッキングロール２の内部に所定圧力で充満さ
せるとともに、回転軸４に形成した循環孔４ａ、インレ
ット孔４ｂ、およびアウトレット孔４ｃを介して循環さ
せることができるようになっている。

【００３３】つぎに、上記構成からなるたわみ防止装置
１の動作について説明する。ダイ本体３についてギャッ
プ調整を行う際、ポンプ２５を駆動して温水を循環さ
せ、バッキングロール２を所定温度まで昇温させてお
く。この状態でダイ本体３の位置を微調整してギャップ
ｇを塗布仕様に応じた最適ギャップに所期設定する。な
お、バッキングロール２の温度を一定に保つように、連
続塗布中も温水循環を継続する。

【００３４】その後、バッキングロール２を回転させて
塗布基材Ｗを連続搬送するとともに、ダイ本体３に塗料
を供給してスロットノズル３ｂから吐出して連続塗布を
開始する。また、これと同時に、駆動モータ１２でギヤ
ポンプ１１を駆動してノズルボックス６に液体を供給す
る。この場合、例えば塗布基材Ｗの幅ｈに対応させるた
めに、図２に示すように開閉弁１６ａ，１６ｂを閉じて
ノズルボックス６の両側のボックス内には液体を供給し
ないようにする。

【００３５】連続搬送される塗布基材Ｗには張力がかか
っており、この張力によってバッキングロール２には荷
重Ｆが作用している。一方、ノズルボックス６に供給さ
れた液体の圧力がバッキングロール２表面の所定面積に
均一に作用する。この液圧の合力Ｐが上記荷重Ｆと釣り
合うように駆動モータ１２の回転数を制御して液圧を調
整し、バッキングロール２のたわみを防止することがで
きる。また、バッキングロール２の内部には温水が所定
圧力で充満されていることにより変形抵抗が大きくなっ
ているので、上記荷重Ｆ、反力Ｐによるバッキングロー
ル２の変形も防止できる。さらに、温水循環によってバ
ッキングロール２が一定温度に保たれることから、熱膨
張による外径の変化も抑えられる。

【００３６】そのため、連続塗布中もダイ本体３の先端
リップ部３ａと塗布基材Ｗ間のギャップｇを基材幅方向
にわたって所期設定状態の最適ギャップに保つことがで
き、均一厚みの塗布膜を形成することができる。また、
このようにバッキングロール２のたわみを防止できるこ
とで、肉厚を必要以上に大きくして過大な強度を持たせ
たロール設計が不要となり製作コストを安くできる。さ
らに、塗布基材Ｗが及ぼす分布荷重に近いかたちでバッ
キングロール２の所定面積に液圧を均一に作用させるこ
とができるので、バッキングロール２のたわみ防止効果
をより確実なものにできる。さらにまた、開閉弁１６の
選択により液圧の作用幅を変更でき、駆動モータ１２の
回転数制御により液圧調整ができるので、塗布基材幅ｈ
の変化やそれに伴う上記荷重Ｆの変化にも柔軟に対応す
ることができる。

【００３７】ノズルボックス６に供給された液体はバッ
キングロール２に圧力を付加しながらバッキングロール
２との間の隙間から四方に流出するが、その大部分はバ
ッキングロール２の回転にしたがってノズルボックス６
の下方に流出し、回収樋１７に流れ込む。また、ノズル
ボックス６の上方および上方に流出した液体は、流路５
ａを介してノズルボックス６の下方に流れ、同様に回収
樋１７に流れ込む。そして、回収樋１７から回収タンク
１８に流入した液体は、配管１９を介してフィルタ８で
塗料やゴミが濾過されたのちギヤポンプ１１に供給さ
れ、ノズルボックス６に再供給される。このようにノズ
ルボックス６から流出した液体を回収して再供給してい
るので、液体の消費量を少なくすることができる。特
に、この液体にシンナー等の揮発性溶剤を用いた場合に
は、できるだけ回収することでダイコータが設置されて
いる室内環境への悪影響を最小限にとどめることができ
る。

【００３８】一方、塗布基材Ｗに全面塗布を施す場合、
ダイ本体３のスロットノズル３ｂからは基材幅ｈ以上の
幅をもって塗料が吐出される。そのため、バッキングロ
ール２の表面には、塗布基材Ｗの両側に塗料が付着す
る。この付着塗料はバッキングロール２の回転にしたが
って移動し、第１のドクターブレード２１でほぼ掻き取
られる。その後に付着塗料がバッキングロール２表面に
僅かに残ったとしても、ノズルボックス６の対向部に来
たときに流出する液体によって洗い落とすことができ、
バッキングロール２の洗浄効果もある。さらに、なお残
留する付着塗料は液体によって希釈化されて落ちやすく
なっているので、第２のドクターブレード２２で完全に
除去することができる。これと同時に、バッキングロー
ル２の表面に濡れた状態で残っている液体も完全に回収
することができる。

【００３９】なお、本実施形態のバッキングロールのた
わみ防止装置１では、バッキングロール２の内部に温水
を所定圧力で充満させ、かつその温水によってバッキン
グロールの温度を一定に保つようにした構成を液圧支持
装置５とともに用いたが、前者の構成を単独で用いても
よい。また、液圧支持装置５を用いる場合、バッキング
ロール２には内部に温水を充満させる形式以外に種々の
形式のものを使用できることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるバッキングロールのたわみ防
止装置の横断面と配管系統を示す図である。

【図２】図１において矢印II方向から見た平面図であ
る。

【図３】バッキングロール内部に充満させる液体の循
環装置を示す図である。

【符号の説明】

１…バッキングロールのたわみ防止装置、２…バッキン
グロール、５…液圧支持装置、６…ノズルボックス、１
１…ギヤポンプ（液体供給装置）。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】外周に支持した塗布基材を回転しながら
連続搬送するダイコータ塗布用バッキングロールにおい
て、搬送中の塗布基材の張力に基づきバッキングロール
に作用する荷重に対し、これに釣り合う反力を上記バッ
キングロールへ向かって吐出する液体の圧力によって作
用させる液圧支持装置を設けたことを特徴とするバッキ
ングロールのたわみ防止装置。
【請求項２】上記液圧支持装置が上記塗布基材支持領
域の径方向反対側でバッキングロールとの間に僅かの隙
間を隔てて開口するノズルボックスを有するとともに、
このノズルボックスに液体を供給する液体供給装置を接
続したことを特徴とする請求項１に記載のバッキングロ
ールのたわみ防止装置。
【請求項３】上記ノズルボックス内部を複数の仕切壁
でバッキングロールの軸方向に沿って分割するととも
に、分割されたノズルボックスの各内部に上記液体供給
装置から選択的に液体を供給し得るようにしたことを特
徴とする請求項２に記載のバッキングロールのたわみ防
止装置。
【請求項４】上記ノズルボックスから流出した液体を
回収するとともに、この回収した液体を上記液体供給装
置を介して上記ノズルボックスに再供給する液体循環装
置を設けたことを特徴とする請求項２または３に記載の
バッキングロールのたわみ防止装置。
【請求項５】上記ノズルボックスに関してバッキング
ロールの回転方向下流側においてバッキングロールに沿
って当接するドクターブレードを設けたことを特徴とす
る請求項２から４のいずれかに記載のバッキングロール
のたわみ防止装置。
【請求項６】外周に支持した塗布基材を回転しながら
連続搬送するダイコータ塗布用バッキングロールを両端
面を閉じた円筒体に形成するとともに、その内部に液体
を所定圧力で充満させたことを特徴とするバッキングロ
ールのたわみ防止装置。
【請求項７】上記バッキングロール内部に充満させた
液体の温度を調節する温度調節装置を設けたことを特徴
とする請求項６に記載のバッキングロールのたわみ防止
措置。