JP6433868B2 - 塗装金属帯製造設備及びその方法 - Google Patents

Description

本発明は、搬送される金属帯に連続的に塗装を施して塗装金属帯を製造する塗装金属帯製造設備及びその方法に関する。

従来用いられていたこの種の塗装金属帯製造設備としては、例えば下記の特許文献１等に示されている設備を挙げることができる。すなわち、従来構成では、ペイオフリールから金属帯を払い出した後に、搬送される金属帯に連続的に塗装を施して塗装金属帯を製造することが行われている。この種の塗装金属帯には、例えば表示厚さ、種類の記号及び製造業者名又はその略号等の製品情報（裏面表示）を印字することが求められている（例えば日本工業規格Ｇ３３１２等）。従来構成では、輪転機にセットされたゴム印により金属帯に印字を行っている。

特開２０１０−８２６０７号公報

上記のような従来構成では、輪転機にセットされたゴム印により金属帯に印字を行っているので、印字ピッチを変更することが難しい。また、ゴム印の劣化及び摩耗を考慮して文字及びマークのサイズを小さくすることができない一方で、輪転機にセットできるゴム印のサイズに制限があり、印字できる情報量が制限されてしまう。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、印字ピッチを容易に変更できるとともに、印字できる情報量を増やすことができる塗装金属帯製造設備及びその方法を提供することである。

本発明に係る塗装金属帯製造設備は、搬送される金属帯に連続的に塗装を施して塗装金属帯を製造する塗装金属帯製造設備であって、塗装を施す前又は塗装を施した後の金属帯の外面に裏面表示の印字を行うインクジェットプリンタを備え、インクジェットプリンタは、金属帯がロールに巻き掛けられている位置において印字を行うように配置されており、ロールは、金属帯を往復させる迂回路の前段において金属帯を折り返すロールである。
また、本発明に係る塗装金属帯製造設備は、搬送される金属帯に連続的に塗装を施して塗装金属帯を製造する塗装金属帯製造設備であって、塗装を施す前又は塗装を施した後の金属帯の外面に裏面表示の印字を行うインクジェットプリンタを備え、インクジェットプリンタは、金属帯の板幅方向に互いに離間して配置された複数の印字ヘッドを有しており、複数の印字ヘッドは、板幅方向に個々に変位可能に設けられている。

本発明に係る塗装金属帯製造方法は、搬送される金属帯に連続的に塗装を施して塗装金属帯を製造する塗装金属帯製造方法であって、塗装を施す前又は塗装を施した後に、インクジェットプリンタにより金属帯の外面に裏面表示の印字を行うことを含み、インクジェットプリンタは、金属帯がロールに巻き掛けられている位置において印字を行うように配置されており、ロールは、金属帯を往復させる迂回路の前段において金属帯を折り返すロールである。
また、本発明に係る塗装金属帯製造方法は、搬送される金属帯に連続的に塗装を施して塗装金属帯を製造する塗装金属帯製造方法であって、塗装を施す前又は塗装を施した後に、インクジェットプリンタにより金属帯の外面に裏面表示の印字を行うことを含み、インクジェットプリンタは、金属帯の板幅方向に互いに離間して配置された複数の印字ヘッドを有しており、複数の印字ヘッドは、板幅方向に個々に変位可能に設けられている。

本発明の塗装金属帯製造設備及びその方法によれば、インクジェットプリンタにより金属帯の外面に印字を行うので、印字ピッチを容易に変更できるとともに、印字できる情報量を増やすことができる。

本発明の実施の形態による塗装金属帯製造方法を実施するための塗装金属帯製造設備を示す構成図である。 図１の金属帯に行われる印字の態様を示す説明図である。 図１のインクジェットプリンタを示す斜視図である。 図３の第１及び第２印字ヘッドへのインク供給に係る構成を示すブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態による塗装金属帯製造方法を実施するための塗装金属帯製造設備を示す構成図である。図において、本実施の形態の塗装金属帯製造設備は、搬送される例えば鋼帯等の金属帯４に連続的に塗装を施して塗装金属帯を製造する設備であり、入側セクション１、中央セクション２及び出側セクション３を有している。

＜入側セクション＞
入側セクション１には、第１ペイオフリール１００、第２ペイオフリール１０１、ウェルダー１０２及び入側ルーパー１０３が設けられている。

第１及び第２ペイオフリール１００，１０１には金属帯４が巻き取られた金属帯コイルがそれぞれ挿入されており、各ペイオフリール１００，１０１から金属帯４が順に払い出される。ウェルダー１０２は、第１及び第２ペイオフリール１００，１０１の後段に配置されており、先行する金属帯４の尾端と後続の金属帯４の先端とを溶接する。ウェルダー１０２によって金属帯４が溶接されることで、ウェルダー１０２の後段に金属帯４が連続的に供給される。

入側ルーパー１０３は、金属帯４の搬送長を調節する装置であり、ウェルダー１０２の後段に配置されている。入側ルーパー１０３による搬送長調節が行われることで、ウェルダー１０２による金属帯４の溶接が行われている時でも、入側ルーパー１０４の後段への金属帯４の供給を維持することが可能とされる。

＜中央セクション＞
中央セクション２には、前処理設備２００、ケミコータ２０１、乾燥炉２０２、ブライドルロール２０３、迂回路２０４、第１コータ２０５、第１オーブン２０６、第１ウォータクエンチ２０７、第２コータ２０８、第２オーブン２０９、第２ウォータクエンチ２１０及びテンションレベラー２１１が含まれている。

前処理設備２００は、金属帯４にアルカリ脱脂を施すとともに金属帯４を水洗した後に、りん酸塩処理を金属帯４に施す設備である。ケミコータ２０１は、前処理設備２００にて前処理が行われた金属帯４に処理液を塗布することで、金属帯４に化成処理を施す設備である。乾燥炉２０２は、ケミコータ２０１の後段にて金属帯４を乾燥させるための炉である。

ブライドルロール２０３は、乾燥炉２０２の後段にて金属帯４に作用する張力をコントロールするためのロール装置である。ブライドルロール２０３には、金属帯４の搬送方向に沿って順に第１及び第２ロール２０３ａ，２０３ｂが設けられている。第１及び第２ロール２０３ａ，２０３ｂには、金属帯４を折り返すように、すなわち金属帯４の搬送方向を９０度よりも大きい角度変更するように、金属帯４が巻き掛けられている。

迂回路２０４は、第１コータ２０５に進入する前に金属帯４の搬送位置に基づき蛇行修正を行う機能を有した金属帯４を迂回させる搬送路である。本実施の形態の迂回路２０４では、第１コータ２０５に進入する前に、ブライドルロール２０３と第１コータ２０５とを直線で結んだ搬送路よりも長い距離だけ金属帯４を搬送するように、金属帯４が上下方向に往復される。この迂回により、第１コータ２０５に進入する前に金属帯４の蛇行修正が行われるとともに金属帯４の外面がより確実に乾燥される。

第１コータ２０５は、金属帯４に下塗りを行う設備である。第１オーブン２０６及び第１ウォータクエンチ２０７は、第１コータ２０５にて塗装が行われた金属帯４の塗膜を焼き付け及び冷却する設備である。

第２コータ２０８は、金属帯４に上塗りを行う設備である。第２オーブン２０９及び第２ウォータクエンチ２１０は、第２コータ２０８にて塗装が行われた金属帯４の塗膜を焼き付け及び冷却する設備である。

テンションレベラー２１１は、塗装及び焼き付けが施された後の金属帯４に伸びを与えて形状を矯正する装置である。

＜出側セクション＞
出側セクション３には、出側ルーパー３００、フィルムラミネータ３０１、エキジットシャー３０２及びテンションリール３０３が設けられている。

出側ルーパー３００は、入側ルーパー１０３と同様に金属帯４の搬送長を調節する装置である。出側ルーパー３００による搬送長調節が行われることで、後述のエキジットシャー３０２による金属帯４の切断時等において、出側ルーパー３００に金属帯４をためることが可能とされる。

フィルムラミネータ３０１は、出側ルーパー３００の後段に配置されており、保護フィルムを金属帯４の表面に貼り付ける装置である。

エキジットシャー３０２は、フィルムラミネータ３０１の後段に配置されており、金属帯４を所定長さに切断する装置である。エキジットシャー３０２による金属帯４の切断が行われるとき、エキジットシャー３０２において金属帯４の搬送が止められる。

テンションリール３０３は、エキジットシャー３０２の後段に配置されており、エキジットシャー３０２を通過した金属帯４をコイル状に巻き取るリール体である。テンションリール３０３に一定量の金属帯４が巻き取られたとき、エキジットシャー３０２による金属帯４の切断が行われる。

テンションリール３０３に巻き取られた金属帯４は、塗装金属帯のコイルとして出荷される。このような塗装金属帯には、例えば表示厚さ、種類の記号及び製造業者名又はその略号等の製品情報（裏面表示）を印字することが求められている（例えば日本工業規格Ｇ３３１２等）。

＜インクジェットプリンタ＞
本実施の形態の塗装金属帯製造設備及び塗装金属帯製造方法では、第１コータ２０５の上流側に配置されたインクジェットプリンタ５によって、塗装前の金属帯４に印字を行う。インクジェットプリンタ５は、印字ヘッドから吐出したインク粒により非接触で金属帯４に印字を行うものであり、印字タイミングや印字領域を任意に変更できる。このため、輪転機を用いる従来構成と比較して、印字ピッチを容易に変更できるとともに、印字できる情報量を増やすことができる。

インクジェットプリンタ５は、金属帯４を搬送するロール間で金属帯４に印字を行うように配置されてもよいが、金属帯４がロールに巻き掛けられている位置において印字を行うように配置されることが好ましい。この位置において印字が行われることで、印字中の金属帯４のばたつきを抑えることができ、より鮮明に印字を行うことができる。

インクジェットプリンタ５が印字を行う位置のロールは、金属帯４の搬送方向を９０度以下の角度変更するロールであってもよいが、金属帯４を折り返すロール、すなわち金属帯４の搬送方向を９０度よりも大きな角度変更するロールが好ましい。金属帯４を折り返すロールへの金属帯４の巻き掛け量は、金属帯４の搬送方向を９０度以下の角度変更するロールへの金属帯４の巻き掛け量よりも大きい。すなわち、金属帯４を折り返すロールにおける金属帯４の拘束距離は比較的長い。このように金属帯４を折り返すロールの位置において印字を行うことで、より確実に印字中の金属帯４のばたつきを低減でき、より確実に印字を鮮明にすることができる。

本実施の形態のインクジェットプリンタ５は、ブライドルロール２０３の第２ロール２０３ｂの位置において印字を行う。これは、ブライドルロール２０３の第２ロール２０３ｂが金属帯４の搬送方向を１８０度変更するロールであるとともに、印字を行うべき金属帯４の裏面が第２ロール２０３ｂにおいて解放されているためである。また、第２ロール２０３ｂが迂回路２０４の前段に設けられたロールであり、インクジェットプリンタ５による印字後に金属帯４の裏面に初めて接触するロールまでの距離が比較的長いためである。

次に、図２は、図１の金属帯４に行われる印字の態様を示す説明図である。金属帯４への印字の態様としては、図２の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示す態様を例として挙げることができる。

（ａ）に示す態様は、金属帯４の板幅方向４ａの中央位置４ｂを挟んで２か所に同時に印字６を行う態様である。この態様を両側２点印字と呼ぶこととする。
（ｂ）に示す態様は、金属帯４の板幅方向４ａにおける片側半分の領域内の１か所に印字６を行う態様である。この態様を片側１点印字と呼ぶこととする。
（ｃ）に示す態様は、中央位置４ｂの１か所に印字６を行う態様である。この態様を中央１点印字と呼ぶこととする。

次に、図３は、図１のインクジェットプリンタ５を示す斜視図である。図３に示すように、インクジェットプリンタ５は、案内部材５０、第１印字ヘッド５１、第２印字ヘッド５２及び印字制御部５３を含んでいる。

案内部材５０は、金属帯４の板幅方向４ａに沿って延在された長手状部材である。第１及び第２印字ヘッド５１，５２は、個々に金属帯４に印字を行うものであり、金属帯４の板幅方向４ａに互いに離間して配置されている。これら第１及び第２印字ヘッド５１，５２は、図示しない駆動手段の駆動力により、案内部材５０に案内されて板幅方向４ａに変位可能に設けられている。

第１及び第２印字ヘッド５１，５２の変位範囲は、任意に設定することができる。例えば、少なくとも金属帯４の板幅方向４ａの中央位置４ｂ（図２参照）において互いに重なるように、第１及び第２印字ヘッド５１，５２の変位範囲を設定することができる。また、第１及び第２印字ヘッド５１，５２の一方の印字領域のすべてをカバーするように、第１及び第２印字ヘッド５１，５２の他方の変位範囲を設定することもできる。

印字制御部５３は、例えばコンピュータ等により構成されるものであり、第１及び第２印字ヘッド５１，５２による印字、並びに第１及び第２印字ヘッド５１，５２の変位を制御する。

インクジェットプリンタ５の動作モードには、単使用モードと全使用モードとが含まれている。
単使用モードは、第１及び第２印字ヘッド５１，５２のうちの１つの印字ヘッド（第１印字ヘッド５１又は第２印字ヘッド５２）により印字を行う動作モードであり、上述の片側１点印字及び中央１点印字（図２（ｂ）及び（ｃ））に適している。
全使用モードは、第１及び第２印字ヘッド５１，５２のすべてにより印字を行う動作モードであり、上述の両側２点印字（図２（ａ））に適している。
印字制御部５３は、外部からの信号に基づきインクジェットプリンタ５の動作モードを切り替える。

また、印字制御部５３は、インクジェットプリンタ５の動作モードを単使用モードとしているとき、金属帯４の溶接位置に基づいて印字に使用する印字ヘッド５１，５２を切り替える。金属帯４の溶接位置とは、図１のウェルダー１０２によって先行する金属帯４の尾端と後続の金属帯４の先端とが溶接された位置である。印字制御部５３は、第１印字ヘッド５１及び第２印字ヘッド５２の使用頻度が等しくなるように、１つ又は複数の溶接位置毎に印字に使用する印字ヘッド５１，５２を切り替える。この印字ヘッドの切り替えは、上述の片側１点印字及び中央１点印字を頻繁に行う場合に特に有用である。

次に、図４は、図３の第１及び第２印字ヘッド５１，５２へのインク供給に係る構成を示すブロック図である。インクジェットプリンタ５は、インクタンク５４、溶剤タンク５５、温度制御部５６、混合部５７及び粘度検出部５８がさらに含んでいる。

インクタンク５４及び溶剤タンク５５は、インク原料及び溶剤をそれぞれ貯留する容器である。温度制御部５６は、例えばヒータ、クーラ及び断熱容器等により構成されるものであり、インクタンク５４及び溶剤タンク５５のインク原料及び溶剤を加熱、冷却及び保温してそれらインク原料及び溶剤の温度を制御するものである。

混合部５７は、インクタンク５４のインク原料と溶剤タンク５５の溶剤とを混合して、インクを生成する。混合部５７で生成されたインクは、第１及び第２印字ヘッド５１，５２に供給されて印字に用いられる。

粘度検出部５８は、例えば粘度計等により構成されるものであり、混合部５７で生成されたインクの粘度を検出する。
混合部５７は、粘度検出部５８によって検出された粘度が所定範囲に含まれるようにインク原料と溶剤とを混合することができる。粘度が高い場合は混合する溶剤が増量され、粘度が低い場合は混合する溶剤が減量される。
温度制御部５６は、粘度検出部５８によって検出された粘度に基づいてインク原料及び溶剤の温度を制御することができる。粘度が高い場合はインク原料及び溶剤が昇温され、粘度が低い場合はインク原料及び溶剤が降温される。
これらの粘度に基づく混合部５７及び温度制御部５６の粘度調整動作は、協働されもよいし、いずれか一方のみが行われてもよい。

このような塗装金属帯製造設備及び塗装金属帯製造方法では、インクジェットプリンタ５により金属帯４の外面に印字を行うので、印字ピッチを容易に変更できるとともに、印字できる情報量を増やすことができる。

また、インクジェットプリンタ５は、金属帯４がロールに巻き掛けられている位置において印字を行うように配置されているので、印字中の金属帯４のばたつきを抑えることができ、より鮮明に印字を行うことができる。

さらに、インクジェットプリンタ５が印字を行う位置のロールは、金属帯４を折り返すロールであるので、より確実に印字中の金属帯４のばたつきを低減でき、より確実に印字を鮮明にすることができる。

さらにまた、インクジェットプリンタ５は、金属帯４の板幅方向４ａに互いに離間して配置された複数の印字ヘッド５１，５２を有しているので、複数個所に同時に印字を行うことができ、塗装金属帯のユーザの要望により柔軟に対応することができる。

また、複数の印字ヘッド５１，５２は、板幅方向４ａに変位可能に設けられているので、板幅方向４ａの任意の位置に印字を行うことができ、塗装金属帯のユーザの要望により柔軟に対応することができる。

さらに、インクジェットプリンタ５が単使用モードで動作されているとき、印字に使用される印字ヘッド５１，５２が金属帯４の溶接位置に基づいて切り替えられるので、いずれか一つの印字ヘッド５１，５２に劣化が集中することを回避できる。

なお、実施の形態では塗装前の金属帯４にインクジェットプリンタ５が印字を行うように説明したが、塗装後の金属帯にインクジェットプリンタが印字を行ってもよい。

また、インクジェットプリンタ５に２つの印字ヘッド５１，５２が設けられるように説明したが、印字ヘッドの数は１又は３以上であってもよい。

さらに、印字ヘッドが変位可能に設けられるように説明しているが、印字ヘッドは固定されていてもよい。

４ 金属帯
４ａ 板幅方向
５ インクジェットプリンタ
５１，５２ 印字ヘッド

Claims (8)

1. 搬送される金属帯に連続的に塗装を施して塗装金属帯を製造する塗装金属帯製造設備であって、
   塗装を施す前又は塗装を施した後の前記金属帯の外面に裏面表示の印字を行うインクジェットプリンタ
   を備え、
   前記インクジェットプリンタは、前記金属帯がロールに巻き掛けられている位置において印字を行うように配置されており、
   前記ロールは、前記金属帯を往復させる迂回路の前段において前記金属帯を折り返すロールである
   ことを特徴とする塗装金属帯製造設備。
2. 搬送される金属帯に連続的に塗装を施して塗装金属帯を製造する塗装金属帯製造設備であって、
   塗装を施す前又は塗装を施した後の前記金属帯の外面に裏面表示の印字を行うインクジェットプリンタ
   を備え、
   前記インクジェットプリンタは、前記金属帯の板幅方向に互いに離間して配置された複数の印字ヘッドを有しており、
   前記複数の印字ヘッドは、前記板幅方向に個々に変位可能に設けられている
   ことを特徴とする塗装金属帯製造設備。
3. 前記複数の印字ヘッドは、第１及び第２印字ヘッドを含んでおり、
   前記第１及び第２印字ヘッドの変位範囲は、互いに重なるように設定されている
   ことを特徴とする請求項２記載の塗装金属帯製造設備。
4. 前記インクジェットプリンタの動作モードには、
   前記複数の印字ヘッドのうちの１つの印字ヘッドにより印字を行う単使用モードと、
   前記複数の印字ヘッドのすべてにより印字を行う全使用モードと
   が含まれており、
   前記インクジェットプリンタが前記単使用モードで動作されているとき、印字に使用される前記印字ヘッドが前記金属帯の溶接位置に基づいて切り替えられる
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の塗装金属帯製造設備。
5. 搬送される金属帯に連続的に塗装を施して塗装金属帯を製造する塗装金属帯製造方法であって、
   塗装を施す前又は塗装を施した後に、インクジェットプリンタにより前記金属帯の外面に裏面表示の印字を行うこと
   を含み、
   前記インクジェットプリンタは、前記金属帯がロールに巻き掛けられている位置において印字を行うように配置されており、
   前記ロールは、前記金属帯を往復させる迂回路の前段において前記金属帯を折り返すロールである
   ことを特徴とする塗装金属帯製造方法。
6. 搬送される金属帯に連続的に塗装を施して塗装金属帯を製造する塗装金属帯製造方法であって、
   塗装を施す前又は塗装を施した後に、インクジェットプリンタにより前記金属帯の外面に裏面表示の印字を行うこと
   を含み、
   前記インクジェットプリンタは、前記金属帯の板幅方向に互いに離間して配置された複数の印字ヘッドを有しており、
   前記複数の印字ヘッドは、前記板幅方向に個々に変位可能に設けられている
   ことを特徴とする塗装金属帯製造方法。
7. 前記複数の印字ヘッドは、第１及び第２印字ヘッドを含んでおり、
   前記第１及び第２印字ヘッドの変位範囲は、互いに重なるように設定されている
   ことを特徴とする請求項６記載の塗装金属帯製造方法。
8. 前記インクジェットプリンタの動作モードには、
   前記複数の印字ヘッドのうちの１つの印字ヘッドにより印字を行う単使用モードと、
   前記複数の印字ヘッドのすべてにより印字を行う全使用モードと
   が含まれており、
   前記インクジェットプリンタが前記単使用モードで動作されているとき、印字に使用される前記印字ヘッドが前記金属帯の溶接位置に基づいて切り替えられる
   ことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の塗装金属帯製造方法。

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