JP5453999B2 - ロール式コーター装置および塗装金属帯の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、金属帯表面の塗布を行うロール式コーター装置（ロールコーター）および塗装金属帯の製造方法に関する。
鋼板やアルミ板等の金属帯上に連続して塗装を行う方法としては、各種の方法が知られているが、比較的薄膜の塗装を行う場合には、ロールを金属帯表面に押付けて塗布液を塗布するロール式コーター装置（ロールコーター）が広く用いられている。ロール式コーター装置は、一般的に複数本のロールが配置され、それぞれのロールの両端（以下、（金属帯の進行方向に向かって）左右と表現）はベアリングを内蔵したロールチョックを介してスタンド（左右のスタンド）にて支持されており、金属帯とロール間およびロール同士間等の押付け力（ニップ圧）やギャップや各ロールの周速（ロール間周速比）等を調整することにより、塗布膜厚を調整している。
目標膜厚に対するこれらの条件は、経験値等から、予め設定するものであるが、同じ条件に設定しても、ロールの表面状態や、金属帯の板厚や表面状態によって膜厚値が若干上下するため、ライン稼働後に実績の膜厚値が目標膜厚に入るように、設定条件の微調整が必要である。
その際に、幅方向全体での膜厚の増減には、ロール間のギャップや、各ロールの周速（ロール間周速比）等を変更する場合が多いが、幅方向の膜厚不均一の場合は、ロール間の左右の押付け力のバランスを変更する必要がある。これにはラインを稼働させながらの調整が必要なため、各ロールは、ロールの金属帯押付け方向（金属帯の表面に直交する方向）に自在に摺動するように、押付け機構および摺動機構を具備している（例えば、特許文献１〜５参照）。
また、これらの移動は、迅速かつ正確に行うために、サーボモータ等で自動的に移動可能にしてある場合が多く、この押付け機構および摺動機構は、金属帯の幅方向での膜厚不均一を均一に調整するために、左右個別にロールの押付け力を制御する目的で、ロール片側につき１式を独立して配置するのが普通である。
そして、ロールを支持するスタンドについては、ロール押付け力や金属帯からの振動等に対抗するため、スタンド全体の剛性をアップさせる目的で、左右のスタンド双方を連結して一体化構造としている。
このようなロール式コーター装置の代表例として、片面塗布方式の３ロール式コーター装置（３ロールコーター）の斜視図を図６、図７に示す。ここで、図６はスタンドにロールが組み込まれていない状態であり、図７はスタンドにロールが組み込まれた状態である。
図６、図７に示すように、この片面塗布方式の３ロール式コーター装置は、塗布液が満たされているコーターパン（図示せず）より塗布液をくみ上げるピックアップロール２０と、ピックアップロール２０によりくみ上げられた塗布液量を調整するミタリングロール３０と、ミタリングロール３０により液量を調整された塗布液をピックアップロール２０から受け取って金属帯９に転写するアプリケータロール１０を備えている。なお、図７中の４０はバックアップロールである。
そして、各ロール１０、２０、３０の右端と左端は、ベアリングを内蔵したロールチョックを介して、右スタンド１ａと左スタンド１ｂとで支持されているとともに、各ロール１０、２０、３０は、金属帯押付け方向に自在に摺動するように、押付け機構および摺動機構を具備している。
すなわち、アプリケータロール１０の右端と左端は、右スタンド１ａのアプリケータロール支持部１１ａに設けられたアプリケータロール用ロールチョック１２ａと左スタンド１ｂのアプリケータロール支持部１１ｂに設けられたアプリケータロール用ロールチョック１２ｂにそれぞれ支持されている。そして、右スタンド１ａのアプリケータロール支持部１１ａにアプリケータロール用押付け機構１３ａが設けられ、左スタンド１ｂのアプリケータロール支持部１１ｂにアプリケータロール用押付け機構１３ｂが設けられているとともに、右スタンド１ａの基礎架台部２ａとアプリケータロール支持部１１ａの間にアプリケータロール用摺動機構１４ａが設けられ、左スタンド１ｂの基礎架台部２ｂとアプリケータロール支持部１１ｂの間にアプリケータロール用摺動機構１４ｂが設けられている。このアプリケータロール用押付け機構１３ａ、１３ｂとアプリケータロール用摺動機構１４ａ、１４ｂによって、アプリケータロール１０が金属帯押付け方向に自在に摺動するようになっている。
同様に、ピックアップロール２０の右端と左端は、右スタンド１ａのピックアップロール支持部２１ａに設けられたピックアップロール用ロールチョック２２ａと左スタンド１ｂのピックアップロール支持部２１ｂに設けられたピックアップロール用ロールチョック２２ｂにそれぞれ支持されている。そして、右スタンド１ａのピックアップロール支持部２１ａにピックアップロール用押付け機構２３ａが設けられ、左スタンド１ｂのピックアップロール支持部２１ｂにピックアップロール用押付け機構２３ｂが設けられているとともに、右スタンド１ａのアプリケータロール支持部１１ａとピックアップロール支持部２１ａの間にピックアップロール用摺動機構２４ａが設けられ、左スタンド１ｂのアプリケータロール支持部１１ｂとピックアップロール支持部２１ｂの間にピックアップロール用摺動機構２４ｂが設けられている。このピックアップロール用押付け機構２３ａ、２３ｂとピックアップロール用摺動機構２４ａ、２４ｂによって、ピックアップロール２０が金属帯押付け方向に自在に摺動するようになっている。
同様に、ミタリングロール３０の右端と左端は、右スタンド１ａに設けられたミタリングロール用ロールチョック３２ａと左スタンド１ｂに設けられたミタリングロール用ロールチョック３２ｂにそれぞれ支持されている。そして、右スタンド１ａにミタリングロール用押付け機構３３ａが設けられ、左スタンド１ｂにミタリングロール用押付け機構３３ｂが設けられているとともに、右スタンド１ａのピックアップロール支持部２１ａとミタリングロール用ロールチョック３２ａの間にミタリングロール用摺動機構３４ａが設けられ、左スタンド１ｂのピックアップロール支持部２１ｂとミタリングロール用ロールチョック３２ｂの間にミタリングロール用摺動機構３４ｂが設けられている。このミタリングロール用押付け機構３３ａ、３３ｂとミタリングロール用摺動機構３４ａ、３４ｂによって、ミタリングロール３０が金属帯押付け方向に自在に摺動するようになっている。
そして、スタンド全体の剛性をアップさせる目的で、右スタンド１ａと左スタンド１ｂを連結部材１５で連結して、右スタンド１ａと左スタンド１ｂを一体化構造としている。ここで、連結部材１５の設置位置は、左右のスタンドの剛性を確保出来れば特に限定するものではないが、例えば、図示したように、アプリケータロール支持部１１ａとアプリケータロール支持部１１ｂ間に設置すればよい。
なお、左右スタンド１ａ、１ｂは、各ロール１０、２０、３０を介しても連結されているが、通常、各ロール１０、２０、３０には自動調芯ベアリングが使われており、その連結度合はきわめて小さいものである。
このようなロール式コーター装置において、アプリケータロール１０がロール幅方向全域で均等に金属帯９を押付けるとともに、各ロール１０、２０、３０同士がロール幅方向全域で均等に押付け合えば、幅方向にも均一な塗布膜厚が得られるが、各ロール１０、２０、３０の左右一方の押付け力が強い状態（片当り）あるいは金属帯９そのものの形状が幅方向に不均一な場合は、ロール幅方向で均一な押付け力が確保できないため、幅方向に不均一な塗布膜厚となる。
これに対しては、トルクセンサやロードセル等の押付け力の検出機能と押付け力の調整機能をもたせることが行われている（例えば、特許文献２〜５）。
しかしながら、通常、各ロール１０、２０、３０は個別にモーターにより駆動されるが、その駆動力伝達用のジョイント部等の重量が構造上駆動側スタンドに負荷されるため、その重量差が左右スタンドの摺動抵抗の差となり、その結果左右のロール押付け力のバランスがくずれ、幅方向に不均一な塗布膜厚となる可能性を含んでいる。
このような場合、左右それぞれの押付け力をどれだけ変化させたら膜厚がどれだけ変化するかが明確にわかっていれば、膜厚調整は短時間で済むはずであるが、計算通りの押付け力設定では微調整ができず、実際には、左右のロール押付け力のバランスを取るためには、左右の押付け力を少しずつ変化させて膜厚を確認することを繰り返しながら、左右共に目標膜厚範囲となるように調整をしていく必要がある。そして、このような膜厚の微調整は、ラインを稼働させた状態で行う必要がある。その際に、オンライン（稼動中のライン）で膜厚を測定し確認する方法としては、塗布直後の乾燥していない水膜の厚みを測定して、乾燥膜厚を換算する方法もあるが、精度が劣るため、多くの場合は、乾燥後の被膜の状態で元素の蛍光Ｘ線分析や、赤外線膜厚計等で膜厚換算する。このため、膜厚微調整と膜厚測定を繰り返すと、その間、膜厚はずれの部分を製造してしまうことになり、歩留まりが低下する問題が発生する。
前述のように、左右の膜厚バランス調整が計算通りにいかない原因として、スタンド全体の剛性をアップさせる目的で、左右のスタンド１ａ、１ｂが連結・一体化されているために、一方のスタンドから各ロール１０、２０、３０に付与した押付け力が連結部材１５を介して他方のスタンドに伝播し、ロールの押付け力の検出用に設けられている押付け力検出装置（ロードセル等）がロールの押付け力ではない力までも検出してしまっていることが考えられる。
ロールの押付け力制御方法として、ロールの左右の押付け荷重（押付け力）をロードセル等の荷重検知装置（押付け力検出装置）で測定し、左右の押付け力の差を最小とするような制御方法も広く一般的に使われているが（例えば、特許文献６参照）、その場合には、上記のように、片方の押付け力により伝播した力が他方の荷重検知装置に検知され、一方での押付け荷重がもう一方の押付け力の測定値に影響を及ぼしあい、増加させた押付け力が正確に測定できずに、前述の膜厚微調整（押付け力変更→乾燥→膜厚測定 というサイクル）処理の時間がかかる問題がある。そして、膜厚調整の間の膜厚基準はずれの部分は、製品にできないため、歩留まりが低下するという問題が発生する。そして、ライン速度が大きいほど、このような膜厚調整時の膜厚はずれ部は、増加してしまうという問題が発生する。
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、ロールを金属帯表面に押付けて塗布液を塗布するロール式コーター装置において、ロールを支持するスタンド全体の剛性を確保しつつ、ロールの押付け力をロール幅方向に均一になるように適切に短時間で調整することができるロール式コーター装置およびロール式コーター装置を用いた塗装金属帯の製造方法を提供することを目的とするものである。
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有している。
［１］ロールを金属帯表面に押付けて塗布液を塗布するロール式コーター装置において、ロールの左右端をそれぞれ支持する左右のスタンドの間を連結する連結部材が設けられていて、その連結部材が左右いずれかのスタンドまたは両方のスタンドに対してロールの金属帯押付け方向に移動可能になっていることを特徴とするロール式コーター装置。
［２］ロールを金属帯表面に押付けて塗布液を塗布するロール式コーター装置において、ロールの左右端をそれぞれ支持する左右のスタンドの間を連結する連結部材が設けられていて、その連結部材が左右いずれかのスタンドまたは両方のスタンドに対してロールの金属帯押付け方向に摺動可能になっていることを特徴とするロール式コーター装置。
［３］ロールを金属帯表面に押付けて塗布液を塗布するロール式コーター装置において、ロールの左右端をそれぞれ支持する左右のスタンドの間を連結する連結部材と、該連結部材と左右いずれかのスタンドまたは両方のスタンドとの連結部に、ロールの金属帯押付け方向に移動可能とする連結部材用移動手段とを備えたことを特徴とするロール式コーター装置。
［４］前記連結部材用移動手段は、転がり直動案内軸受けであることを特徴とする前記［３］に記載のロール式コーター装置。
［５］金属帯上に形成した皮膜の膜厚値を測定する測定手段と、前記膜厚値とラインスピードの値を入力して、前記膜厚値が予め設定した範囲内になるようにロール周速、ロール間ギャップ、ロールの押付け力を調整する制御手段とを備えたことを特徴とする前記［１］乃至［４］のいずれか１項に記載のロール式コーター装置。
［６］前記［１］乃至［５］のいずれか１項に記載のロール式コーター装置を用いて金属帯表面に塗布液を塗布することによって塗装金属帯を製造することを特徴とする塗装金属帯の製造方法。
本発明のロール式コーター装置においては、ロールを支持するスタンド全体の剛性を確保しつつ、ロールの押付け力をロール幅方向に均一になるように適切に調整することができる。その結果、本発明のロール式コーター装置を用いて塗装金属帯を製造することで、短時間の膜厚調整で幅方向に均一な塗布膜厚を有する塗装金属帯を得ることが可能となる。
本発明の一実施形態に係るロール式コーター装置を図面に基づいて説明する。なお、ここでは、片面塗布方式の３ロール式コーター装置を例にして述べる。
図１、図２は、この実施形態に係る片面塗布方式の３ロール式コーター装置の斜視図で、図１はスタンドにロールが組み込まれていない状態であり、図２はスタンドにロールが組み込まれた状態である。
この実施形態に係る片面塗布方式の３ロール式コーター装置は、図６、図７で示したものと基本的な構造は同じであり、図１、図２に示すように、塗布液が満たされているコーターパン（図示せず）より塗布液をくみ上げるピックアップロール２０と、ピックアップロール２０によりくみ上げられた塗布液量を調整するミタリングロール３０と、ミタリングロール３０により液量を調整された塗布液をピックアップロール２０から受け取って金属帯９に転写するアプリケータロール１０を備えている。なお、図２中の４０はバックアップロールである。
そして、各ロール１０、２０、３０の右端と左端は、ベアリングを内蔵したロールチョックを介して、右スタンド１ａと左スタンド１ｂとで支持されているとともに、各ロール１０、２０、３０は、金属帯押付け方向に自在に摺動するように、押付け機構および摺動機構を具備している。
すなわち、アプリケータロール１０の右端と左端は、右スタンド１ａのアプリケータロール支持部１１ａに設けられたアプリケータロール用ロールチョック１２ａと左スタンド１ｂのアプリケータロール支持部１１ｂに設けられたアプリケータロール用ロールチョック１２ｂにそれぞれ支持されている。そして、右スタンド１ａのアプリケータロール支持部１１ａにアプリケータロール用押付け機構１３ａが設けられ、左スタンド１ｂのアプリケータロール支持部１１ｂにアプリケータロール用押付け機構１３ｂが設けられているとともに、右スタンド１ａの基礎架台部２ａとアプリケータロール支持部１１ａの間にアプリケータロール用摺動機構１４ａが設けられ、左スタンド１ｂの基礎架台部２ｂとアプリケータロール支持部１１ｂの間にアプリケータロール用摺動機構１４ｂが設けられている。このアプリケータロール用押付け機構１３ａ、１３ｂとアプリケータロール用摺動機構１４ａ、１４ｂによって、アプリケータロール１０が金属帯押付け方向に自在に摺動するようになっている。
同様に、ピックアップロール２０の右端と左端は、右スタンド１ａのピックアップロール支持部２１ａに設けられたピックアップロール用ロールチョック２２ａと左スタンド１ｂのピックアップロール支持部２１ｂに設けられたピックアップロール用ロールチョック２２ｂにそれぞれ支持されている。そして、右スタンド１ａのピックアップロール支持部２１ａにピックアップロール用押付け機構２３ａが設けられ、左スタンド１ｂのピックアップロール支持部２１ｂにピックアップロール用押付け機構２３ｂが設けられているとともに、右スタンド１ａのアプリケータロール支持部１１ａとピックアップロール支持部２１ａの間にピックアップロール用摺動機構２４ａが設けられ、左スタンド１ｂのアプリケータロール支持部１１ｂとピックアップロール支持部２１ｂの間にピックアップロール用摺動機構２４ｂが設けられている。このピックアップロール用押付け機構２３ａ、２３ｂとピックアップロール用摺動機構２４ａ、２４ｂによって、ピックアップロール２０が金属帯押付け方向に自在に摺動するようになっている。
同様に、ミタリングロール３０の右端と左端は、右スタンド１ａに設けられたミタリングロール用ロールチョック３２ａと左スタンド１ｂに設けられたミタリングロール用ロールチョック３２ｂにそれぞれ支持されている。そして、右スタンド１ａにミタリングロール用押付け機構３３ａが設けられ、左スタンド１ｂにミタリングロール用押付け機構３３ｂが設けられているとともに、右スタンド１ａのピックアップロール支持部２１ａとミタリングロール用ロールチョック３２ａの間にミタリングロール用摺動機構３４ａが設けられ、左スタンド１ｂのピックアップロール支持部２１ｂとミタリングロール用ロールチョック３２ｂの間にミタリングロール用摺動機構３４ｂが設けられている。このミタリングロール用押付け機構３３ａ、３３ｂとミタリングロール用摺動機構３４ａ、３４ｂによって、ミタリングロール３０が金属帯押付け方向に自在に摺動するようになっている。
ここで、図２に示すように、アプリケータロール用押付け機構１３ａ、１３ｂには、金属帯９に対するアプリケータロール１０の押付け力を検出するためのアプリケータロール用押付け力検出装置（ロードセル等）１８ａ、１８ｂがそれぞれ設置され、ピックアップロール用押付け機構２３ａ、２３ｂには、アプリケータロール１０に対するピックアップロール２０の押付け力を検出するためのピックアップロール用押付け力検出装置（ロードセル等）２８ａ、２８ｂがそれぞれ設置され、ミタリングロール用押付け機構３３ａ、３３ｂには、ピックアップロール２０に対するミタリングロール３０の押付け力を検出するためのミタリングロール用押付け力検出装置（ロードセル等）３８ａ、３８ｂがそれぞれ設置されている。
そして、右スタンド１ａのアプリケータロール支持部１１ａと左スタンド１ｂのアプリケータロール支持部１１ｂを連結部材１５で連結している。
なお、左右スタンド１ａ、１ｂは、各ロール１０、２０、３０を介しても連結されているが、各ロール１０、２０、３０には自動調芯ベアリングが使われており、その連結度合はきわめて小さい。
その上で、この実施形態に係る片面塗布方式の３ロール式コーター装置においては、連結部材１５の右端と右スタンド１ａのアプリケータロール支持部１１ａの間に連結部材用移動機構１６ａが設けられており、この連結部材用移動機構１６ａによって、連結部材１５の右端がアプリケータロール支持部１１ａに対して金属帯押付け方向（以下、Ｘ方向）には自在に移動（相対移動）するとともに、左右のスタンド間方向（以下、Ｙ方向）には移動できないようになっている。一方、連結部材１５の左端は左スタンド１ｂのアプリケータロール支持部１１ｂに固定されている。
ちなみに、連結部材用移動機構１６ａは、Ｘ方向に自在に移動でき、Ｙ方向に移動できないような構造であれば、どのような構造でもよいが、例えば、図３（ａ）に斜視図、図３（ｂ）に縦断面図を示すように、一方の部材（ここでは、アプリケータロール支持部１１ａ）に取り付け部材５２によって取り付けたレール５１上を他方の部材（ここでは、連結部材１５）に取り付けた鞍状の摺動体５３がボール５４を介して摺動する転がり直動案内軸受け装置５０は非常に好適である。なお、前述の摺動機構１４ａ、１４ｂ、２４ａ、２４ｂ、３４ａ、３４ｂにも転がり直動案内軸受け装置５０を用いれば非常に好適である。
また、連結部材用移動機構１６ａは、上記の転がり直動案内軸受け装置５０以外にも、例えば、図４に縦断面図を示すように、アプリケータロール支持部１１ａにはガイド部材５６を取り付け、連結部材１５の端部には摺動部材５７を取り付け、摺動部材５７がガイド部材５６に対して摺動面５８を介してロールの金属帯押付け方向に移動可能にするとともに、摺動部材５７の先端に皿バネ５９を設置して、右スタンド１ａと左スタンド１ｂの間を常時突っ張るようにしたガイド装置５５でもよい。
このようにして、右スタンド１ａと左スタンド１ｂを連結している連結部材１５によって、左右スタンド間方向の剛性が強化され、スタンド全体の剛性が確保されるともに、連結部材１５を右スタンド１ａに対してＸ方向に移動可能にしている連結部材用移動機構１６ａによって、一方のスタンドから各ロール１０、２０、３０に付与した押付け力が連結部材１５を介して他方のスタンドに伝播して、実際のロール押付け力ではない力が各ロール１０、２０、３０の他端側に発生することがなくなり、各ロール１０、２０、３０の押付け力をロール幅方向に均一になるように適切に調整することができる。
すなわち、ロール式コーター装置の場合、各ロールを支持かつ、金属帯押し付け方向（Ｘ方向）に移動させるための構造とするために、金属帯押し付け方向のスタンドのサイズを大きくする必要があるので、左右スタンドの金属帯押付け方向（Ｘ方向）では、十分な剛性を有している。しかし、塗布時は、目標膜厚に応じた押付け力で各ロールを押し付けているため、各ロールはスタンドに保持されているものの、スペースの関係上、スタンドの幅（厚み）を狭くしている場合が多いため、金属帯幅方向と同一方向（Ｙ方向）では、左右スタンドそれぞれ単独で剛性を確保することが困難な場合が多い。
そこで、左右のスタンドを連結部材で連結すると同時に、連結部材とスタンドの連結部にＸ方向の移動を可能にする連結部材用移動機構を設けることにより、剛性の弱いＹ方向には剛体の連結部材として作用し、剛性が十分なＸ方向には自在に移動することで、左右スタンドの独立性を維持できる。また、左右スタンドに荷重検知装置を設置して押付け力を制御しようとする場合に、左右の押付け荷重が互いに影響を及ぼしあって実際の押付け力が把握できないために膜厚微調整に時間がかかるという問題も解消できる。
ここで、この実施形態における押付け力制御方法（膜厚調整方法）の一例を図５に基づいて述べる。
塗布膜厚を変更する手段は、液濃度の変更でも行えるが、液替えは時間がかかるので、膜厚の微調整には不向きである。迅速な膜厚変更に対応するためには、各ロール周速の変更，ロール間ギャップやロール押付け力等の調整を自動で行うことが効果的であり、一定の液濃度において、ラインスピードに応じたこれらロールコーター条件と目標膜厚の関係を予め求めておき、ロールコーター条件の初期値として製造を開始する。
具体的には、まず、目標膜厚（例えば、１．０±０．２μｍ）に対して、前述のコーター条件の初期値に設定し、塗布を開始する。そして、図５に示すように、オンラインにて塗布乾燥後の膜厚を幅方向少なくとも左右２個所で膜厚計によって測定し、その左右２個所の膜厚差が許容範囲内になるように、左右の押付け力を変更・調整するフィードバック制御を行う。これによって、左右２個所の膜厚ともに目標膜厚内に設定されるようにする。
なお、膜厚がロールの幅方向左右共に目標膜厚範囲から大幅にはずれている場合の調整については、図５に記載していないが、ロールの左右の押付け力バランスのみの修正では調整代が不足する場合が多く、各ロールの周速等他の条件も変更すればよい。
ここで、膜厚の測定は、塗布直後の乾燥前の膜厚を測定してから、液濃度を考慮して乾燥後の膜厚値を算出しても良いし、乾燥膜厚を直接測定しても良い。また、膜厚を直接測定する方法でもよいし、皮膜成分中の元素を利用した付着量分析値や、皮膜中の樹脂の官能基等の分析値から、膜厚値に換算してもよい。例えば、蛍光Ｘ線や赤外線膜厚計等は好適である。
上記では、目標膜厚への設定方法として、フィードバック制御の例を記載したが、内容としては、金属帯幅方向少なくとも左右２個所の膜厚を測定し、ロールがリバース回転の場合、目標膜厚より小さければ、押付け力を大きくし、目標膜厚より大きければ、押付け力を小さくし、これを繰り返し目標膜厚に入るまで調整することで、幅方向に均一な膜厚とする。３ロール等、複数のロールを介するロールコーターでは、リバース回転部分では、ロールの押付け力、ナチュラル回転部分では、ギャップが幅方向の均一性に関わっているが、被塗布物とアプリケータロール間では、金属板粗度に沿った均一な膜厚を得やすいリバース回転とする場合が多く、金属板形状起因の幅方向膜厚不均一の影響も、この被塗布物とアプリケータロール間が原因で発生しているため、アプリケータロールの被塗布物への押付け力を調整することが効果的である。
このようにして、この実施形態においては、ロールを支持するスタンド全体の剛性を確保しつつ、左右スタンドの押付け力の調整が個別に実施できるため、膜厚調整の試行錯誤の時間が大幅に短縮され、押付け力をロール幅方向に均一になるように的確かつ迅速に調整することができる。その結果、短い調整時間で幅方向に均一な塗布膜厚を得ることが可能となる。
また、上記の実施形態では、連結部材１５の右端と右スタンド１ａのアプリケータロール支持部１１ａの間に連結部材用移動機構１６ａを設けているが、連結部材１５の左端と左スタンド１ｂのアプリケータロール支持部１１ｂの間に連結部材用移動機構を設けてもよい。あるいは、その両方に連結部材用移動機構を設けることもできる。
また、上記の実施形態では、右スタンド１ａのアプリケータロール支持部１１ａと左スタンド１ｂのアプリケータロール支持部１１ｂの間に連結部材１５を設置しているが、他の左右の部位間（例えば、右スタンドの基礎架台部２ａと左スタンドの基礎架台部２ｂとの間や、右スタンド１ａのピックアップロール支持部２１ａと左スタンド１ｂのピックアップロール支持部２１ｂの間等）に連結部材を設置してもよく、また、１個所でなくても複数個所に設置してもよい。その場合も上記と同様に連結部材用移動機構を設ければよい。
さらに、上記の実施形態は、片面塗布方式の３ロール式コーター装置を例にして説明したものであるが、本発明はそれ以外のロール式コーター装置（例えば、２ロール式コーター装置や両面同時塗布方式のロール式コーター装置）にも適用することができる。
また、本発明のロール式コーター装置を用いて塗布する塗布液としては、特に限定するものではなく、有機系、無機系、有機無機複合系等、各種のコーティング剤（塗布液）を塗布することができる。
以上述べたことから、従来の塗布方式で塗装金属帯を製造した場合と比較して、本発明のロール式コーター装置で塗布して塗装金属帯を製造した場合、塗布開始時や、膜厚はずれ時の膜厚調整が極めて短時間で行え、また、目標膜厚に変更があった場合にも短時間で追随できるため、膜厚はずれによる不良部分が少なくなり、極めて歩留まりが向上する。
本発明の実施例１を以下に述べる。
この実施例１では、ケース１として、右スタンド１ａの押付け機構１３ａ、２３ａ、３３ａを作動させて、右スタンド１ａ側のみで被塗布物とアプリケータロールを１００ｋｇｆの押付け力で押付けた場合に、左スタンド１ｂに設置した被塗布物とアプリケータロールの押付け荷重検知装置がどのくらいの押付け荷重を計測したかを調査した。同様に、ケース２として、左スタンド１ｂの押付け機構１３ｂ、２３ｂ、３３ｂを作動させて、左スタンド１ｂ側のみ被塗布物とアプリケータロールを１００ｋｇｆの押付け力で押付けた場合に、右スタンド１ａに設置した被塗布物とアプリケータロールの押付け荷重検知装置がどのくらいの押付け荷重を計測したかを調査した。
その際に、本発明例として、図１、図２に示した３ロール式コーター装置を用い、従来例として、図６、図７に示した３ロール式コーター装置を用いた。なお、いずれも右スタンド１ａが駆動側スタンドであった。
その結果を表１に示す。
表１に示すように、本発明例では反対側のスタンドに伝播する押付け力はゼロになっており、左右個別の押付け力制御が可能になることがわかる。
上記の実施例１で用いた本発明例の３ロール式コーター装置（図１、図２）と従来例の３ロール式コーター装置（図６、図７）をそれぞれ用い、図５に示した押付け力制御方法を用いて膜厚の調整を行った。
すなわち、目標膜厚を１．０±０．２μｍとし、液濃度，ラインスピードに応じて予め設定したロールコーター条件にセットして塗布を開始し、オンラインにて塗布乾燥後の膜厚を幅方向左右２個所で膜厚計によって測定し、その左右２個所の膜厚差が許容範囲内になるように、被塗布物とアプリケータロールの左右の押付け力を変更・調整するフィードバック制御を行った。そして、これによって、左右２個所の膜厚ともに目標膜厚範囲（１．０±０．２μｍ）内に設定されるまでに要した時間を調査した。
その結果、従来例では、最初の塗布部分の膜厚を測定して調整を始めてから５分で目標膜厚範囲内となったのに対し、本発明例では最初の塗布部分の膜厚を測定して膜厚調整を始めてから１０秒で目標膜厚範囲内とすることができた。ラインスピードを９０ｍｐｍとして実施したので、本発明例での膜厚不良部の長さは、従来例より４３５ｍも短縮された。
これにより、本発明では、極めて短時間で目標膜厚への設定が可能であり、膜厚はずれによる不良部の長さが短くなり、極めて歩留まりが向上することが確認された。
１ａ 右スタンド
１ｂ 左スタンド
２ａ 右スタンドの基礎架台部
２ｂ 左スタンドの基礎架台部
９ 金属帯
１０ アプリケータロール
１１ａ 右スタンドのアプリケータロール支持部
１１ｂ 左スタンドのアプリケータロール支持部
１２ａ 右スタンドのアプリケータロール用ロールチョック
１２ｂ 左スタンドのアプリケータロール用ロールチョック
１３ａ 右スタンドのアプリケータロール用押付け機構
１３ｂ 左スタンドのアプリケータロール用押付け機構
１４ａ 右スタンドのアプリケータロール用摺動機構
１４ｂ 左スタンドのアプリケータロール用摺動機構
１５ 連結部材
１６ａ 右スタンドの連結部材用移動機構
１８ａ 右スタンドのアプリケータロール用押付け力検出装置
１８ｂ 左スタンドのアプリケータロール用押付け力検出装置
２０ ピックアップロール
２１ａ 右スタンドのピックアップロール支持部
２１ｂ 左スタンドのピックアップロール支持部
２２ａ 右スタンドのピックアップロール用ロールチョック
２２ｂ 左スタンドのピックアップロール用ロールチョック
２３ａ 右スタンドのピックアップロール用押付け機構
２３ｂ 左スタンドのピックアップロール用押付け機構
２４ａ 右スタンドのピックアップロール用摺動機構
２４ｂ 左スタンドのピックアップロール用摺動機構
２８ａ 右スタンドのピックアップロール用押付け力検出装置
２８ｂ 左スタンドのピックアップロール用押付け力検出装置
３０ ミタリングロール
３２ａ 右スタンドのミタリングロール用ロールチョック
３２ｂ 左スタンドのミタリングロール用ロールチョック
３３ａ 右スタンドのミタリングロール用押付け機構
３３ｂ 左スタンドのミタリングロール用押付け機構
３４ａ 右スタンドのミタリングロール用摺動機構
３４ｂ 左スタンドのミタリングロール用摺動機構
３８ａ 右スタンドのミタリングロール用押付け力検出装置
３８ｂ 左スタンドのミタリングロール用押付け力検出装置
４０ バックアップロール
５０ 転がり直動案内軸受け装置
５１ レール
５２ レール取り付け部材
５３ 鞍状の摺動体
５４ ボール
５５ ガイド装置
５６ ガイド部材
５７ 摺動部材
５８ 摺動面
５９ 皿バネ
１ｂ 左スタンド
２ａ 右スタンドの基礎架台部
２ｂ 左スタンドの基礎架台部
９ 金属帯
１０ アプリケータロール
１１ａ 右スタンドのアプリケータロール支持部
１１ｂ 左スタンドのアプリケータロール支持部
１２ａ 右スタンドのアプリケータロール用ロールチョック
１２ｂ 左スタンドのアプリケータロール用ロールチョック
１３ａ 右スタンドのアプリケータロール用押付け機構
１３ｂ 左スタンドのアプリケータロール用押付け機構
１４ａ 右スタンドのアプリケータロール用摺動機構
１４ｂ 左スタンドのアプリケータロール用摺動機構
１５ 連結部材
１６ａ 右スタンドの連結部材用移動機構
１８ａ 右スタンドのアプリケータロール用押付け力検出装置
１８ｂ 左スタンドのアプリケータロール用押付け力検出装置
２０ ピックアップロール
２１ａ 右スタンドのピックアップロール支持部
２１ｂ 左スタンドのピックアップロール支持部
２２ａ 右スタンドのピックアップロール用ロールチョック
２２ｂ 左スタンドのピックアップロール用ロールチョック
２３ａ 右スタンドのピックアップロール用押付け機構
２３ｂ 左スタンドのピックアップロール用押付け機構
２４ａ 右スタンドのピックアップロール用摺動機構
２４ｂ 左スタンドのピックアップロール用摺動機構
２８ａ 右スタンドのピックアップロール用押付け力検出装置
２８ｂ 左スタンドのピックアップロール用押付け力検出装置
３０ ミタリングロール
３２ａ 右スタンドのミタリングロール用ロールチョック
３２ｂ 左スタンドのミタリングロール用ロールチョック
３３ａ 右スタンドのミタリングロール用押付け機構
３３ｂ 左スタンドのミタリングロール用押付け機構
３４ａ 右スタンドのミタリングロール用摺動機構
３４ｂ 左スタンドのミタリングロール用摺動機構
３８ａ 右スタンドのミタリングロール用押付け力検出装置
３８ｂ 左スタンドのミタリングロール用押付け力検出装置
４０ バックアップロール
５０ 転がり直動案内軸受け装置
５１ レール
５２ レール取り付け部材
５３ 鞍状の摺動体
５４ ボール
５５ ガイド装置
５６ ガイド部材
５７ 摺動部材
５８ 摺動面
５９ 皿バネ
Claims (6)
- ロールを金属帯表面に押付けて塗布液を塗布するロール式コーター装置において、ロールの左右端をそれぞれ支持する左右のスタンドの間を連結する連結部材であって、架台とは別に設けられた連結部材が設けられていて、その連結部材が左右いずれかのスタンドまたは両方のスタンドに対してロールの金属帯押付け方向に移動可能になっていることを特徴とするロール式コーター装置。
- ロールを金属帯表面に押付けて塗布液を塗布するロール式コーター装置において、ロールの左右端をそれぞれ支持する左右のスタンドの間を連結する連結部材であって、架台とは別に設けられた連結部材が設けられていて、その連結部材が左右いずれかのスタンドまたは両方のスタンドに対してロールの金属帯押付け方向に摺動可能になっていることを特徴とするロール式コーター装置。
- ロールを金属帯表面に押付けて塗布液を塗布するロール式コーター装置において、ロールの左右端をそれぞれ支持する左右のスタンドの間を連結する連結部材であって、架台とは別に設けられた連結部材と、該連結部材と左右いずれかのスタンドまたは両方のスタンドとの連結部に、ロールの金属帯押付け方向に移動可能とする連結部材用移動手段とを備えたことを特徴とするロール式コーター装置。
- 前記連結部材用移動手段は、転がり直動案内軸受けであることを特徴とする請求項３に記載のロール式コーター装置。
- 金属帯上に形成した皮膜の膜厚値を測定する測定手段と、前記膜厚値とラインスピードの値を入力して、前記膜厚値が予め設定した範囲内になるようにロール周速、ロール間ギャップ、ロールの押付け力を調整する制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のロール式コーター装置。
- 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のロール式コーター装置を用いて金属帯表面に塗布液を塗布することによって塗装金属帯を製造することを特徴とする塗装金属帯の製造方法。
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