JP4568956B2

JP4568956B2 - 金属板ダイコーティング装置

Info

Publication number: JP4568956B2
Application number: JP2000129923A
Authority: JP
Inventors: 秀樹森
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2020-04-28
Also published as: JP2001300393A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイコーティング装置に関するものである。詳しくは、連続したロール状の金属板上に精密薄膜コーティングを行うダイコーティング装置に関するものであり、金属板の板厚を検出したデータから最適な塗工ギャップを常に調整・維持し、精密薄膜コーティングを実現するダイコーティング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の連続したロール状の金属板へのダイコーティング装置は、厚い塗膜（１００μｍ以上）を形成するものであり、金属板とコーティングヘッドのギャップは、膜厚より大きい値を設定する。
ここで、板厚１５０μｍの金属板に、ウェット膜厚１００μｍで塗工する場合のギャップについて考えてみると、この場合の金属板とコーティングヘッドの設定ギャップは１５０〜２５０μｍ程度である。また、金属板の板厚の変動は、おおよそ±２０μｍ程度である。従って、±２０μｍの変動があっても板厚の値を予め１個所検出し、適正なギャップを１度設定すれば塗膜に影響を与える事が無く、問題なく塗工することができる。
【０００３】
しかしながら、同じ板厚の金属板に、ウェット膜厚２０μｍの薄膜コーティングをしようとした場合、金属板とコーティングヘッドの設定ギャップは３０μｍ程度であり、金属板の板厚が±２０μｍ変動してしまうと、コーティングヘッドと金属板のギャップの最低値が１０μｍとなってしまい、２０μｍの塗膜を形成する事ができなくなる。また、これよりも厚いウェット膜厚の場合においても、コーティングヘッドと金属板のギャップの変動が２０μｍの変動を起こした場合、適正なギャップを維持できない事から、塗膜の形成が正常に行われず、塗工不良を起こすなど、品質の劣化を引き起こしていた。
【０００４】
また、圧延された金属板は、概ね、１）幅方向中央部が厚く両端のいずれかが次いで薄い、２）幅方向両端のいずれかが最も厚く中央が一番薄い、３）幅方向両端のいずれかが最も厚く中央が次いで厚い、といったような塗工幅方向の板厚変動が発生しており、搬送方向ばかりでなく、塗工幅方向にもギャップ制御が必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、連続したロール状の金属板の板厚の変動に影響されない精密薄膜コーティングが行える金属板ダイコーティング装置を提供する事にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の発明は、連続したロール状の金属板を裏側から支持するバックロールを有し、該金属板表面に連続塗工するコーティングダイヘッドを有する金属板ダイコーティング装置において、前記コーティングダイヘッドの金属板搬送上流側に配置され前記バックロールと同じ外径を有する板厚検出部ロールと、前記板厚検出部ロール上で金属板の板厚検出を行う金属板厚さ検出手段と、金属板の塗工幅方向及び搬送方向の板厚変動によるコーティングダイヘッドと金属板とのギャップを調整するためのダイヘッド駆動手段と、該金属板の厚さより該ダイヘッド駆動手段を制御する制御手段とを、少なくとも具備したことを特徴とする金属板ダイコーティング装置である。
【０００７】
本発明の第２の発明は、上記金属板厚さ検出手段を、塗工幅方向に複数設けたことを特徴とする請求項１記載の金属板ダイコーティング装置である。
【０００８】
本発明の第３の発明は、上記金属板とのギャップを調整するためのダイヘッド駆動手段が、アクチュエーターをコーティングダイヘッドの両端にそれぞれ配置したことを特徴とする請求項１および２記載の金属板ダイコーティング装置である。
【０００９】
以上のような構成をとることにより、板厚が５０μｍ〜５００μｍである金属板に、板厚に対しておおよそ５分の１以下となる数μｍ〜数１０μｍの薄膜を、塗工幅方向及び搬送方向に均一にコーティングを行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の金属板ダイコーティング装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に、本発明の金属板ダイコーティング装置の一実施例の全体構成を示す。巻き出し部１より搬送される金属板は、板厚を検出する金属板厚さ検出部２を通り、検出された板厚からギャップを制御されたダイコーティング部３にて、薄膜塗工され、ついで乾燥炉部４を通り、巻き取り部５にて巻き取られる。
【００１１】
図２は、本発明の金属板ダイコーティング装置の金属板厚さ検出部２とダイコーティング部３の一実施例の詳細な説明図である。
先ず本発明の金属板厚さ検出手段の実施の形態に係る、金属板厚さ検出部２の一実施例について説明する。バックロール９の金属板搬送上流側にバックロール９と同じ外径の板厚検出部ロール１２を設け、検出される金属板が塗工時とほぼ同じ状態となるように、塗工部ニップロール１０、ガイドロール１１、板厚検出部ロール１２、及び検出部ニップロール１３のロールの状態や抱き付き角などを決めて、それぞれを配置する。
【００１２】
また、本実施の形態に係る板厚検出非接触式変位センサー１５は、板厚検出部ロール１２の水平法線位置の塗工幅方向両端と中央に３台（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）を設置する。これにより、塗工幅方向及び金属板搬送方向の板厚変動を検出することができる。なお、塗工幅方向の板厚が検出できれば、板厚検出器が一つであっても構わない。
【００１３】
次に、ダイコーティング部３の一実施例について説明する。ガイドレール８上にコーティングダイヘッド６が搭載され、このユニットはバックロール９から大きく水平方向に退避できる手段を有している。塗液は、塗液タンク１８より塗液供給ポンプ１７によって、塗液供給部１９を経て、コーティングダイヘッド６に供給される。この時、コーティングダイヘッド６内のエアーは、エアー抜き部２０より抜くことができる。
【００１４】
また、コーティングダイヘッド６の両端には、本発明のダイヘッド駆動手段の実施の形態に係る、コーティングダイヘッドと金属板とのギャップ調整アクチュエーター７ａ、７ｂを配置し、さらに与圧シリンダー１６によって、一定の圧力を加えることで、左右のアクチュエーターの微少な動きをダイヘッドの動きとして、正確に伝えることができる。ここではアクチュエーターをダイヘッドの両端に配置する例を説明したが、金属板とのギャップを搬送方向のみならず、塗工幅方向にも調整できる駆動装置であれば良い。
【００１５】
次に金属板の厚さよりダイヘッド駆動手段を制御する制御手段について説明する。前述の板厚検出点が３点の場合の非接触式変位センサーのデータ（板厚情報）の組み合わせは下記の７通りとなる。

【００１６】
１）〜４）までの組み合わせの場合は、各条件により選択されたセンサー２個のデータを結ぶ直線を仮想の金属板表面高さとし、その直線に対し最適なギャップをとれるように、コーティングダイヘッドの位置を調整する。
５）〜７）の組み合わせについては、１５ｂ（＝中央部のセンサー）の値を金属板表面高さとし、バックロールと平行でかつその直線に対し最適なギャップをとれるように、コーティングダイヘッドの位置を調整する。
【００１７】
この７通りの板厚の値の組み合わせから、コーティングダイヘッドと金属板とのギャップ調整アクチュエーター７ａ（Ｚ１軸）、７ｂ（Ｚ２軸）の動作量がそれぞれ決まる。金属板は連続して流れる為、検出時間を設定し、設定時間ごとに前述の変位センサー間の比較を繰り返し、Ｚ１軸、Ｚ２軸の検出時間毎の動作量が決定する。この時の各アクチュエーターは金属板の流れ方向に対し、各移動ポイントを直線的に結ぶ直線補間で制御される。また、実際にＺ１軸、Ｚ２軸が動作するタイミングは、金属板の検出点がコーティングダイヘッドの塗工ポイントに至った時に、各軸の設定された位置に動作するようラインスピード、装置間の距離と同期をとる。
【００１８】
上記ギャップ制御方法の概念を図示すると、図３のようになる。Ｚ１軸、Ｚ２軸の時間経過毎の動きは、それぞれ単体だと図３（ａ）に示すような２次元の動きとなる。これをコーティングダイヘッドとしての動きを、時間経過を踏まえた模式図にすると、図３（ｂ）に示すように３次元的に滑らかな動作とすることができ、コーティングダイヘッド−金属板間のギャップ調整動作による段ムラ等の塗工不良の発生を抑える動作制御が実現できる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の第１の発明の金属板ダイコーティング装置においては、コーティングダイヘッドの金属板搬送上流側に配置した金属板厚さ検出手段と、金属板の塗工幅方向及び搬送方向の板厚変動によるコーティングダイヘッドと金属板とのギャップを調整するためのダイヘッド駆動手段と、該金属板の厚さより該ダイヘッド駆動手段を制御する制御手段とを具備したことにより、連続したロール状の金属板の塗工幅方向及び搬送方向の板厚の変動を的確に把握し、塗工幅方向及び搬送方向に対して最適なギャップを維持し、数μｍあるいは数１０μｍの精密薄膜コーティングが行えるという効果を奏する。
【００２０】
請求項２記載の第２の発明の金属板ダイコーティング装置においては、金属板厚さ検出手段を、塗工幅方向に複数設けたことにより、金属板の搬送方向のみならず、塗工幅方向の板厚についても検出することができるという効果を奏する。
【００２１】
請求項３記載の第３の発明の金属板ダイコーティング装置においては、金属板とのギャップを調整するためのダイヘッド駆動手段として、アクチュエーターをコーティングダイヘッドの両端にそれぞれ配置したことにより、金属板の塗工幅方向及び搬送方向に対して、ミクロン単位での精密なギャップを形成することができる。
【００２２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金属板ダイコーティング装置の一実施例の全体構成図。
【図２】本発明の金属板ダイコーティング装置の一実施例の詳細な説明図。
【図３】本発明の金属板ダイコーティング装置に用いるギャップ制御の概念を示す説明図。
【符号の説明】
１・・・巻き出し部
２・・・金属板厚さ検出部
３・・・ダイコーティング部
４・・・乾燥炉部
５・・・巻き取り部
６・・・コーティングダイヘッド
７、７ａ、７ｂ・・・コーティングダイヘッドと金属板とのギャップ調整アクチュエーター
８・・・ガイドレール
９・・・バックロール
１０・・・塗工部ニップロール
１１・・・ガイドロール
１２・・・板厚検出部ロール
１３・・・検出部ニップロール
１４・・・金属板
１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ・・・板厚検出非接触式変位センサー
１６・・・与圧シリンダー
１７・・・塗液供給ポンプ
１８・・・塗液タンク
１９・・・塗液供給部
２０・・・エアー抜き部

Claims

連続したロール状の金属板を裏側から支持するバックロールを有し、該金属板表面に連続塗工するコーティングダイヘッドを有する金属板ダイコーティング装置において、
前記コーティングダイヘッドの金属板搬送上流側に配置され前記バックロールと同じ外径を有する板厚検出部ロールと、前記板厚検出部ロール上で金属板の板厚検出を行う金属板厚さ検出手段と、金属板の塗工幅方向及び搬送方向の板厚変動によるコーティングダイヘッドと金属板とのギャップを調整するためのダイヘッド駆動手段と、該金属板の厚さより該ダイヘッド駆動手段を制御する制御手段とを、少なくとも具備したことを特徴とする金属板ダイコーティング装置。
上記金属板厚さ検出手段を、塗工幅方向に複数設けたことを特徴とする請求項１記載の金属板ダイコーティング装置。
上記金属板とのギャップを調整するためのダイヘッド駆動手段が、アクチュエーターをコーティングダイヘッドの両端にそれぞれ配置したことを特徴とする請求項１および２記載の金属板ダイコーティング装置。