JPH04215870A

JPH04215870A - ロールコーティング装置でのニップ圧測定法

Info

Publication number: JPH04215870A
Application number: JP30036890A
Authority: JP
Inventors: Kenji Hamaogi; 健司濱荻
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-11-05
Filing date: 1990-11-05
Publication date: 1992-08-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉この発明は、ロールコーティング装置におけるニップ圧
の測定方法に関するものである。

〈従来技術とその課題〉帯板材等のシート状物へ塗料を連続的に塗布するための
一般的な手法として“ロールコーティング法”が知られ
ているが、この際に使用されるロールコーティング装置
は、通常、第１０図に示される如く、塗料パン１中の塗
料２を膜状にすくい挙げるピックアップロール３と、該
ピックアップロール３から供給される塗料膜を“バック
アップロール４に沿って走行する被塗装材５”に塗布す
るアプリケータロール６を主体に構成されている。

そして、このようなロールコーティング法による塗膜圧
制御は、上記各ロールの周速度調整、ロール間の負荷（
ニップ圧）調整、更には塗料物性の調整等によってなさ
れているが、これらの中でもニップ圧が塗膜厚に及ぼす
影響は特に大きく、そのためニップ圧を正確に知ること
はロールコーティング法を実施する上で極めて重要な要
件となっている。

しかしながら、実際には上記ニップ圧の的確な測定は非
常に難しく、高品質塗装製品の安定製造のためにもこれ
をより簡易かつ正確に測定できる手段が切望されていた
。

勿論、これまでもニップ圧測定に関する様々な観点から
の工夫や提案がなされており、その代表的なものとして
次の手段が知られている。

ａ）ロールコーティング装置における各ロールは第１１
図に示される如くＬ型のロール支持台７、７′に支持さ
れていることから、第１２図に示すように、各ロール支
持台７、７′の末端にロードセル８、８′を取付けてロ
ール反力による負荷を測定し、これを基にして間接的に
ニップ圧を割り出す方法。

ｂ）第１３図に示すように、ロールの鉄芯９とゴムカバ
ー１０との間に歪計（ストレインゲージ）１１を埋め込
み、これによってニップ圧を測定する手段（装置）〔実
開昭５９−６５０００号〕。

しかし、前記ａ）法には、各ロール間の押付け負荷（通
常１００〜１０００ｋｇｆのオーダ）に比較してロール
支持台のガイド部でのすべり摩擦抵抗が格段に大きく、
そのため押付け負荷が小さい時には測定不能となると言
った不都合があり、また前記ｂ）の手段では各ロールに
対して多数の歪計を設置する必要があり、設備価格の増
大は勿論、ロール交換時における時間のロスも無視でき
ないいほど大きくなると言う問題が指摘されるものであ
った。

このようなことから、本発明の目的は、ロールコーティ
ング装置におけるニップ圧を、格別なコスト高を招くこ
となく簡易かつ正確に測定する方法を提供することに置
かれた。

〈課題を解決するための手段〉そこで、本発明者は上記目的を達成すべく様々な観点か
ら研究を行った結果、次のような知見を得るに至ったの
である。

（ａ）ロールコーティング装置のロール間に負荷が加わ
ると、第１図に示されるように、そのロール支持台７に
は軸受部を介して荷重Ｆが作用する。

そして、この荷重Ｆによってロール支持台７のＡ−Ｂ間
には圧縮応力が、またＢ−Ｃ間には曲げ応力がそれぞれ
作用するが、この圧縮、曲げによる“ロール支持台の変
形”を測定するとロール間に作用した負荷を的確に割り
出すことができる、（ｂ）また、ロール軸受部にはロー
ル間での反力として第２図に示すような荷重Ｆが作用し
ているが、この荷重Ｆを２方向に分けて支える（例えば
軸受１２を支持部材１３と支持部材１４とで２方向から
支える）と共に、その大きさを“歪”として測定すれば
、荷重の絶対値と作用方向を知ることができる、（ｃ）従って、ロールコーティング装置における“ロー
ル支持台の変形量”又は“軸受部を支持する上記支持部
材の歪”を測定すれば、ニップ圧を容易かつ正確に把握
することができる。

本発明は、上記知見事項等に基づいて完成されたもので
あり、「ロールコーティング装置による塗装の際、各ロール支
持台に発生する変形の程度を測定するか、或いは各ロー
ル軸受部を同一面内の２方向（プラス方向、マイナス方
向を問わない）から支持部材で支持すると共に、該支持
部に生じる歪の程度を各々測定し、これを基にロール間
のニップ圧を割り出すようにした点」に大きな特徴を有している。

以下、図面に基づき、本発明をその作用と共により具体
的に説明する。

まず、ロールコーティング装置の“ロール支持台におけ
る変形の程度”を測定してニップ圧を割り出すためには
、ロール支持台の変形を出来るだけ正確に測定する必要
がある。

そのための手法の１つとして、第３図で示したように、
ロールコーティング装置本体とは独立した固定位置から
（例えば独立固定部材１５、１５′、１５″から）絶対
変位量を測定するようにし、ロール位置（ニップ圧）調
整ネジ部１６でのバックラッシュ、ロール支持台７の底
部（図のＺ部）におけるすべり摩擦、更にはロールコー
タ全体の振動等の影響を排除することが考えられる。し
かし、この方法による場合は設備が大掛かりとなるのを
否めない。

そこで、第４図に示す如く、各ロール支持台に３箇所ず
つ合計６箇所に変位計（ダイヤルゲージ）１７を設置し
、これによってａ−ｃ間、ｂ−ｄ間の圧縮変形量、並び
にｅ−ｃ間、ｆ−ｄ間の曲げによる変位を測定する手法
を採用するのが実際的である。

先にも述べたように、ロール支持台は一般に第４図で示
す如きＬ型形状をしており、図中のＬ１、Ｌ２の長さは
通常５００〜１０００ｍｍで、その断面Ａ１、Ａ２は何
れも５０ｍｍ×１００ｍｍ程度であって、低負荷時にお
いてもａ−ｃ間、ｂ−ｄ間には１ｍｍ以上の圧縮変形が
負荷に応じて現われる。

この圧縮変形の程度は負荷の大きさと規則的な関係を有
していることから、該圧縮変形の程度のみからでもニッ
プ圧の把握ができるが、高負荷時にはｅ−ｃ間、ｆ−ｄ
間の曲げの影響が顕著となり、正確なロール間での負荷
を知るためにはこの曲げの影響をも考慮しなければなら
ない（なお、前記曲げ変形も負荷の大きさと規則的な関
係を有することから、その影響を正確に算出できること
は言うまでもない）。

そのため、変形程度の測定位置は、図で示したように各
ロール支持台に対して最低３箇所とすることが望ましい
。

一方、各ロール軸受部を支持部材で２方向から支持し、
各支持部に生じる歪の程度を測定することでニップ圧を
割り出せる理由は次の通りである。

即ち、第５図に示すように、ロール軸受部１２を支持部
材１３、１４、１８、１９によって２方向（プラス方向
、マイナス方向を別とすれば４方向）から支持すること
により、負荷Ｆが作用した場合、支持部材１３、１４に
は圧縮変形が、そして支持部材１８、１９引張変形がそ
れぞれ現われる。これらの変形は、各支持部材に歪計を
取付けておくことによって簡単に測定することができる
。従って、支持部材１３又は１８に生じた歪よりｘ方向
の負荷を、また支持部材１４又は１９に生じた歪よりｙ
方向の負荷をそれぞれ知ることができ、この２方向の負
荷を合成すればロール間での負荷の絶対値とその作用方
向が求まり、ニップ圧を的確に割り出せる訳である。

この場合、高負荷時においても十分な塗膜厚の精度を維
持するためには各支持部材の変形量を小さく抑えるのが
良いことは言うまでもないが（変形量の調整は例えば支
持部材の寸法を変えることで実施が可能）、通常、ロー
ルコーティング装置の要求膜厚精度は数ｍｍのオーダー
であることから、実際には上記変形量は１ｍｍ以下に抑
えれば格別な不都合を生じることはない。従って、最大
負荷として５０００ｋｇｆが見込まれる場合には、支持
部材（鋼材製）の長さ（第６図の■）が２０ｍｍである
ならばその断面積を４０００ｍｍ２以上とすることでこ
れに対処できることになる。

なお、第６図は、本発明に従ってニップ圧を測定するた
め、ロール軸受部１２を歪計２０を取付けた４つの支持
部材１３、１４、１８、１９で支持した装置部位を示し
た概略斜視図であり、第７図はロール支持台への上記ロ
ール軸受部の取付け状況を示す概略図である。

続いて、本発明の効果を実施例により更に具体的に説明
する。

〈実施例〉実施例１第４図に示すように、ロールコーティング装置における
ロール支持台の各々３箇所に変位計を設置し、ａ、ｂ、
ｃ、ｄ、ｅ、ｆの位置での絶対変位量を測定することに
より、ニップ部に作用する荷重の割り出しを試みた。

まず、ロール間に対して２００ｋｇｆの荷重を作用させ
た低負荷時にａ−ｃ間の変位量を測定したところ、該変
位量は初期長さ：８７０ｍｍに対して０．００１ｍｍで
あった。

そこで、逆に、上記変位量から事前に実験的に得た式Ｆ＝ａ１×（ａ−ｃ間の変位量）＋ａ２…（１）を用い
てロール間に作用する負荷を計算したところ１７５ｋｇ
ｆの値が得られた。

また、他の操業範囲の負荷に対しても１０％前後の誤差
で測定できることが確認された。

次に、ロール間に２０００ｋｇｆの負荷を加える高負荷
時においてａ−ｃ間の変位を測定したところ、該変位量
は０．００６ｍｍであった。

この場合、（１）式より荷重を逆算すると１６５０ｋｇ
ｆとなり、誤差は２０％程度になる。

しかし、曲げの影響を考慮した校正式Ｆ＝ｂ１×（ａ−ｃ間の変位量）＋ｂ２（ｃ−ｅ間の変位量）＋ｂ３…（２）によって“
補正された値”を算出すると、算出される負荷は１７８
０ｋｇｆとなり、ほぼ１０％程度の誤差で測定できるこ
とが確認された。

なお、前記（１）式、（２）式中の係数ａ１、ａ２、ｂ
１、ｂ２、ｂ３は負荷の大きさにより変化し、その変化
状況は（１）式の場合には第８図（ａ）で、（２）式の
場合には第８図（ｂ）でそれぞれ示されたようになる。

実施例２第９図に示すように、ロールコーティング装置のロール
軸受部１２を、それぞれ歪計を設置した支持部材１３、
１４、１８、１９にて同一面内の２方向（プラス方向、
マイナス方向を別にすれば４方向）から支持すると共に
、ロール軸受部１２に対してＦ＝８００ｋｇｆ、θ＝２
０°の負荷を加えた。

その結果、支持部材１３及び１８の歪よりｘ方向には７
４０ｋｇｆの荷重が、また支持部材１４及び１９の歪よ
り２７０ｋｇｆの荷重がｙ方向に作用していることが分
った。

そして、これらｘ方向及びｙ方向の荷重を合成すること
によって負荷荷重を逆算したところ、作用した荷重は（
７４０２＋２７０２）１／２＝７８７ｋｇｆに、また作
用方向はｔａｎ−１（２７０／７４０）＝２０．０４°
となり、荷重に関しては３０％以下、作用方向に関して
は１％以下の誤差で測定されたことが確認された。

〈効果の総括〉以上に説明した如く、この発明によれば、ロールコーテ
ィング装置のニップ圧を簡便かつ的確に測定することが
できるため膜厚制御を容易かつ高精度で行うことが可能
となり、また荷重の作用方向を知ることも可能なことか
ら、ロール交換時における調整時間を従来の６０％程度
に短縮できるなど、産業上極めて有用な効果がもたらさ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ロール支持台への荷重の負荷状況を説明した
概念図である。第２図は、ロール軸受部への荷重の負荷状況を説明した
概念図である。第３図は、ロール支持台の変形を測定する手法例の説明
図である。第４図は、ロール支持台の変形を測定する手法の別例の
説明図である。第５図は、ロール軸受部の支持部材に発生する歪から負
荷荷重を割り出す原理の説明図である。第６図は、ロール軸受部を４つの支持部材で支持した装
置部位の概略斜視図である。第７図は、ロール支持台へのロール軸受部の取付け状況
を示した概略図である。第８図は、負荷の大きさによる実験式の係数の変化状況
を示したグラフであり、第８図（ａ）は（１）式の場合
を、また第８図（ｂ）は（２）式の場合をそれぞれ示し
ている。第９図は、実施例にてロール軸受部へ加えた荷重の状況
を示す概念図である。第１０図は、ロールコーティング装置の概要説明図であ
る。第１１図は、ロールコーティング装置におけるロール支
持台の説明図である。第１２図は、従来のニップ圧測定法を説明した概念図で
ある。第１３図は、従来のニップ圧測定法に係る別例を説明し
た概念図である。図面において、１…塗料パン、２…塗料、３…ピックアップロール、４…バックアップロール、５…被塗装材、６…アプリケーターロール、７、７′…ロール支持台、８、８′…ロードセル、９…鉄芯、１０…ゴムカバー、１１、２０…歪計（ストレインゲージ）、１２…ロール
軸受部、１３、１４、１８、１９…支持部材、１５、１５′、１５″…独立固定部材、１６…ロール位
置（ニップ圧）調整ネジ部、１７…変位計（ダイヤルゲ
ージ）。出願人　住友金属工業株式会社代理人　弁理士　今井毅

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロールコーティング装置の各ロール支持台
に発生する変形の程度を測定し、これを基にニップ圧を
割り出すことを特徴とする、ロールコーティング装置に
おけるニップ圧測定方法。
【請求項２】ロールコーティング装置の各ロール軸受部
を同一面内の２方向から支持部材で支持すると共に、各
支持部材に発生する歪の程度を各々測定し、これを基に
ニップ圧を割り出すことを特徴とする、ロールコーティ
ング装置におけるニップ圧測定方法。