JPH0788412A - コ−タロ−ル間隙の制御方法及び制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロ−ルコ−タのアプリケ−タロ−ルとこれに
相隣るロ−ルとの間隙を適切に制御して高精度で塗布液
を塗布できる簡易な手段を確立する。 【構成】 ロ−ルコ−タのアプリケ−タロ−ルとこれに
相隣るピックアップロ−ルやバックアップロ−ル等との
間隙を制御するに際し、アプリケ−タロ−ル表面の一部
に導電体を装着しておき、該導電体と前記相隣るロ−ル
の表面との間に接触又は離隔が起きるロ−ル位置を両者
間の電流の“通”又は“断”によって検知し、このロ−
ル位置を基準にロ−ル間の間隙を調整する。また、ロ−
ル間隙制御装置を、上記アプリケ−タロ−ル６と相隣る
ロ−ル11の表面とが接触，離隔することによって起きる
電流の通，断を検知する電流検知手段12,13 と、これを
基にロ−ル間の間隙調整量を算出する演算装置13と、こ
れからの信号にてロ−ル間の間隙を調整する間隙調整装
置14,15 とを有して成る構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ロ−ルコ−タで塗布
作業を行う際のアプリケ−タロ−ルとこれに相隣るロ−
ル（ピックアップロ−ル，バックアップロ−ル等）との
間隙調整を的確に行うための、ロ−ル間隙の制御方法並
びに制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術とその課題】複数本のコ−タロ−ルを備える
ロ−ルコ−タを用いたコ−ティング法は、各種の塗布液
を比較的良好な膜厚精度でもって種々のシ−ト状材料に
比較的安定して連続塗布できることから、現在、各産業
分野において最も広く適用されている塗布手段となって
いる。

【０００３】図５は、上記ロ−ルコ−ティング法の一例
に係る概念図であり、塗料パン１内の塗料をピックアッ
プロ−ル２でかき上げてウレタンゴム層をライニングし
たアプリケ−タロ−ル３の表面に供給すると共に、該ピ
ックアップロ−ル２とアプリケ−タロ−ル３との間で所
定の膜厚に制御し、これをバックアップロ−ル４に沿っ
て移動する被塗工材５に転写する様子を示している。

【０００４】ところで、上記ロ−ルコ−ティング法にお
いて被塗工材５に塗布される塗布膜を均一にかつ所定膜
厚に制御するためには、相隣るコ−タロ−ル間の間隙
（ピックアップロ−ル２とアプリケ−タロ−ル３との間
隙，アプリケ−タロ−ル３とバックアップロ−ル４との
間隙等）、即ち“ニップ間隔”を正確に制御することが
必要である。そして、そのためには、ロ−ル間隔の初期
設定時における“ゼロ接点（両ロ−ルの接触開始点）”
及び“変位量”を正確に把握することが重要である。

【０００５】従来、このゼロ接点の把握には、ロ−ル間
に間隙ゲ−ジを挿入してロ−ルの平行度及び間隔（距
離）を測定し、これに基づいてゼロ接点を算出する方法
が一般的に採用されていた。しかし、この方法による
と、両ロ−ルが剛性の高い金属製であるならばゼロ接点
の把握は容易であるが、ロ−ルコ−タにおけるアプリケ
−タロ−ルには前述したようにウレタンゴムをライニン
グしたものが使用されているため弾性変形しやすく、間
隙ゲ−ジを挿入してロ−ルの平行度や間隔を正確に測定
することは非常に困難でゼロ接点の検出に適切さが欠け
るきらいがあり、そのため塗布膜厚の精度管理に十分満
足できない点が指摘されていた。

【０００６】また、これとは別に、ロ−ルコ−タで冷延
鋼帯に塗料を塗布するに当り、アプリケ−タロ−ルとピ
ックアップロ−ルとの間の圧下力を測定する機構を設け
ると共に、該圧下力を制御することにより塗布膜厚のば
らつきを抑えて高速塗装を可能とした装置も提案されて
いる（実開昭６３−９０４７２号公報参照）。しかしな
がら、この提案に係る技術はアプリケ−タロ−ルとピッ
クアップロ−ル間の圧下力を測定してロ−ル間隙を推定
し制御するものであるため、アプリケ−タロ−ルのよう
な弾性変形しやすいゴムライニングロ−ルに対しては圧
下力に基づいてロ−ル間隙を正確に推定することは難し
く、従ってやはり適切な膜厚制御を行う上で十分な手段
とは言えなかった。つまり、表面に弾性変形しやすいウ
レタンゴムをライニングしたアプリケ−タロ−ルの場合
には相隣るピックアップロ−ル（金属製）やバックアッ
プロ−ル（金属製）等と接触した時の反力が把握しにく
く、更にアプリケ−タロ−ル側へ一方向だけ他方のロ−
ル面が押し込まれる危険性もあることから、ロ−ル間隙
の把握が難しいばかりか、ロ−ル軸を平行に調節するこ
とも非常に困難であった。

【０００７】このようなことから、本発明の目的は、ロ
−ルコ−タのアプリケ−タロ−ルとこれに相隣るロ−ル
との間隙を適切に制御し、これによってロ−ル軸の平行
度を保ちながら高い膜厚精度で塗布液を塗布できる簡易
な手段を確立することに置かれた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成すべく様々な観点に立って研究を重ねた結果、次
のような知見を得ることができた。即ち、本発明者等
は、まず、従来よりアプリケ−タロ−ルとピックアップ
ロ−ルやバックアップロ−ル等とのロ−ル間隙を調整す
る際の基準とされていた“ゼロ接点”が“これらロ−ル
を互いに近付けて行った場合に接触が始まるロ−ル位置
（押圧力によりアプリケ−タロ−ルへ他のロ−ルが押し
込まれて接触していた状態から両ロ−ルを離して行った
場合に両ロ−ル表面が離隔するロ−ル位置とも言え
る）”であることに注目し、「この“接触点（又は離隔
点）”を電気的に検出することができればロ−ル間隙
（ロ−ル押し込み量に対応する）の適切な設定や微調整
が非常に行いやすくなる」との考えを持つに至った。

【０００９】そして、上述したロ−ル間の“接触", "離
隔”を電気的に検出するのに最も簡便な手段は、「ロ−
ル表面が互いに接触すると電流が流れ、 両ロ−ル表面が
離隔すると電流が断たれるようにした“双方のロ−ルを
も電流の導通路として含む電気回路”を構成しておき、
この電気回路に流れる電流の検知を行うこと」であると
結論に達した。

【００１０】しかるに、前述の如く、ロ−ルコ−タのア
プリケ−タロ−ルには“表面にウレタンゴムといった電
気不導体層がライニングされたロ−ル”が用いられてお
り、そのままではこのアプリケ−タロ−ルを含む前記電
気回路を構成することは不可能である。しかし、検討の
結果、上記不導体ロ−ルの一部に導電体を装着してやれ
ばこのような問題は解消され、しかもコ−タロ−ルとし
ての性能にも格別な悪影響が及ばないことを見出した。

【００１１】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−ルコ−タのアプリケ−タロ−
ルとこれに相隣るロ−ル（ピックアップロ−ルやバック
アップロ−ル等）との間隙を制御するに際して、 アプリ
ケ−タロ−ル表面の一部に導電体を装着しておき、 該
“導電体”と前記“相隣るロ−ル”の表面との間に“接
触”又は“離隔”が起きるロ−ル位置（ゼロ接点）を両
者間の電流の“通”又は“断”によって検知し、 このロ
−ル位置（ゼロ接点）を基準にロ−ル間の間隙を調整す
ることにより、 ロ−ル間隙やロ−ル軸の平行度を適切か
つ簡易に制御できるようにした点」に大きな特徴を有
し、更には、このようにしてロ−ルコ−タのコ−タロ−
ル間隙を制御するための装置を、「表面の一部に導電体
が装着されたアプリケ−タロ−ルと、 前記導電体とアプ
リケ−タロ−ルに相隣るロ−ル（ピックアップロ−ルや
バックアップロ−ル等）の表面とが接触又は離隔するこ
とによって起きる電流の“通”又は“断”を検知する電
流検知手段と、 該検知情報を基にしてロ−ル間の間隙調
整量を算出する演算装置と、 この演算装置からの信号に
基づいてロ−ル間の間隙を調整する間隙調整装置とを有
して成る構成とした点」をも特徴とするものである。

【００１２】ここで、本発明で適用し得る「アプリケ−
タロ−ル表面の一部に導電体を装着する手段」を例示す
れば、 a) アプリケ−タロ−ルのゴムライニング層の一部を導
電性の金属箔で覆う, b) アプリケ−タロ−ルのゴムライニング層の一部を導
電性塗料で覆う, c アプリケ−タロ−ルのライニング層として、金属微
粉末，導電性カ−ボンブラック，炭素繊維等の導電性フ
ィラ−を混入したゴムを適用する， 等を挙げることができる。以下、具体例に基づいて本発
明をその作用と共に詳述する。

【００１３】図１は、本発明に係るコ−タロ−ル間隙制
御装置の１例を示す概念図である。図１において符号３
で示すのは“表面にウレタンゴムライニング層６を有し
たアプリケ−タロ−ル”であり、この例では電気の不導
体であるウレタンゴムライニング層６の両端部は導電性
の金属箔（アルミニウム箔等）７で覆われている。ここ
で、金属箔を巻付けた部位のロ−ル外径はウレタンゴム
ライニング層が剥き出しとなった部位と同一に整えられ
ている。なお、金属箔７とアプリケ−タロ−ル芯材との
間には絶縁体８が介在せしめられ、金属箔が被せられて
導電性とされたロ−ル両端部の表面は各々電気的に絶縁
され独立した状態とされている。この絶縁体８としては
ウレタンゴム等が適用できる。また、電気回路を構成す
るブラシ９と接する部位には耐久性向上のために導電体
製リング（銅リング等）10が嵌め込まれている。

【００１４】一方、符号11はアプリケ−タロ−ルに相隣
るロ−ル（ピックアップロ−ルやバックアップロ−ル
等）であり、この相隣るロ−ル11と、ブラシ９（アプリ
ケ−タロ−ルに接するものと相隣るロ−ルに接触するも
のとが設けられている）と、導線と、アプリケ−タロ−
ル３を構成する導電体製リング10及び金属箔７とで電気
回路が構成されている。この電気回路には、アプリケ−
タロ−ルの一部表面を構成する金属箔７と相隣るロ−ル
11の表面とが接触又は離隔することによって起きるとこ
ろの、“前記電気回路を流れる電流”の“通”又は
“断”を検知する電流検知手段（Ａ−Ｄ変換器12，演算
装置13）が接続されている。

【００１５】そして、演算装置13にはステッピングモ−
タ14が接続されていて、演算装置13からの信号を受けて
相隣るロ−ル11を進退させる送りねじ15を駆動し、アプ
リケ−タロ−ル３と相隣るロ−ル11との間隙を調整する
ようになっている。

【００１６】さて、図１に示された装置において、ステ
ッピングモ−タ14により送りねじ15を回転させて相隣る
ロ−ル11をアプリケ−タロ−ル３の方向に進退させる
と、アプリケ−タロ−ルの一部表面を構成する金属箔７
の部位と相隣るロ−ル11の表面との接触又は離隔が起
き、前述した電気回路を流れる電流の“通”又は“断”
が生じる。この信号は、Ａ−Ｄ変換器12を介して演算装
置13に入力されるが、演算装置13では該信号に基づいて
ロ−ル間の“ゼロ接点（両ロ−ルの接触開始点）”を記
憶し、これを基に“ロ−ル変位量”を算出する。この場
合、ゼロ接点を電気的に正確に検知することができるの
で、これに基づいて算出されるロ−ル変位量は非常に的
確なものとなる。次いで、算出された適正なロ−ル変位
量に関する信号がステッピングモ−タ14に入力される
が、これに応じてステッピングモ−タ14は送りねじ15を
回転して相隣るロ−ル11を進退させてロ−ル間隔を制御
する。

【００１７】ところで、図１に示された装置では、アプ
リケ−タロ−ル３の導電性表面は各々絶縁されて両端部
で電気的に独立しているので、相隣るロ−ル11との接触
又は離隔を両端別々に検知することができる。そのた
め、両ロ−ル軸の平行度制御にも大きな威力を発揮す
る。即ち、ロ−ルの移動量制御に際して、例えば最初に
相隣るロ−ル11をアプリケ−タロ−ル３の両端のどちら
か一方と接触するまでその両端を同時に近づけて行き、
一方の端が接触した瞬間に近づける動作を停止する。次
に、接触端側のステッピングモ−タ14を逆回転させるこ
とにより両ロ−ル軸を平行に近づけ、続いて再び両端を
同時に近づける動作を開始し、これを繰り返して最終的
にロ−ル両端が同時に接触するように制御する。このよ
うにすれば、両ロ−ル軸の平行度を容易かつ正確に設定
することができる訳である。このように、本発明による
と、コ−タロ−ル間隙の適正な制御やロ−ル平行度調整
を極めて簡単かつ迅速に実施することが可能となる。

【００１８】なお、図１に示した装置において、アプリ
ケ−タロ−ル３の金属箔７に代えて導電性塗料を塗布し
た場合も同様の作用効果が得られることは言うまでもな
い。この場合、種々の導電性塗料が適用可能であるが、
例えば銀系のものとカ−ボン系のものを比べた場合には
銀系の方が実用的であると言える。

【００１９】また、図１では相隣るロ−ル11の移動にス
テッピングモ−タ14を利用した例を示したが、ステッピ
ングモ−タの適用に代えて従来採用されていたロ−ル移
動手段、即ち送りねじ15を直接的にハンドルで回転する
方法を適用しても差支えはない。ただ、ステッピングモ
−タ等の電気的移動手段によるとゼロ調節を高速かつ正
確に行えることは言うまでもない。

【００２０】次に示す図２は、本発明法を実施するため
に好適なアプリケ−タロ−ルの別例を示している。図２
において、表面にウレタンゴムライニング層６を有した
アプリケ−タロ−ル３は、電気の不導体であるウレタン
ゴムライニング層６の両端から僅かに内側へ入った位置
にそれぞれ導電性の金属箔リング（アルミニウム箔リン
グ等）16がロ−ル軸方向に対し直角方向に埋め込まれて
いる。図３は、この金属箔リング16の形状を示したもの
である。

【００２１】なお、埋め込まれた金属箔リング16の外径
はウレタンゴムライニング層部の外径と同一であり、外
縁はロ−ル表面に剥き出しとなっている。一方、金属箔
リング16の内縁とアプリケ−タロ−ル芯材との間には絶
縁体が介挿され（ウレタンゴムライニング層が途切れな
いでロ−ル芯材面を覆ってつながっていても良い）、電
気的に絶縁されている。従って、ロ−ル両端部付近に埋
め込まれた金属箔リングは、それぞれ電気的に絶縁され
独立した状態とされている。また、前述したブラシ９
（図１参照）と接する部位には耐久性向上のために導電
体製リング（銅リング等）10が嵌め込まれており、金属
箔リング16とこの導電体製リング10とは導線17により電
気的に接続されている。

【００２２】このようなアプリケ−タロ−ル３を使用
し、図１におけると同様の制御を行えば、同じような作
用に基づいてコ−タロ−ル間隙の適正な制御やロ−ル平
行度調整を極めて簡単かつ迅速に実施することが可能と
なる。ただ、この場合には次のような効果をも享受する
ことができる。即ち、一般にロ−ルコ−タのアプリケ−
タロ−ルは使用するにつれてロ−ル表面の粗さが増大し
製品の品質に悪影響を与えるので、定期的にロ−ル表面
の研磨が行われる。そのため、図１で示したアプリケ−
タロ−ルのように金属箔でロ−ル表面を覆ったものでは
研磨により金属箔の厚さが薄くなり、短期間に破断する
ことが懸念される。しかるに、ウレタンゴム層の鋳込み
と同時にリング状の金属箔をロ−ルの半径方向に立てて
複合させる等の手段により、図２の如きロ−ルを製作す
ると、研磨により導電性部位が劣化するといったトラブ
ルは解消されることとなる。

【００２３】更に、図４は、本発明法を実施するために
好適なアプリケ−タロ−ルの更なる別例を示している。
この図４で示されるアプリケ−タロ−ルは、表面に導電
性ゴム層18をライニングした構成とされている。“導電
性ゴム層”としては、ウレタンゴムに導電性フィラ−を
加えて導電性を付与したものを使用することかできる。
ここで、ウレタンゴムは電気抵抗が体積抵抗率で10¹¹Ω
・ｍ程度と極めて大きな値を示す絶縁体である。しか
し、このウレタンゴムに導電性フィラ−を添加して体積
抵抗率が10¹¹Ω・ｍ以下になると、汎用測定器で測定で
きる程度の通電性を有するようになる。従って、体積抵
抗率が上記の値以下となるように導電性フィラ−を添加
すれば、アプリケ−タロ−ルのライニング材としての特
性を維持させたままで本発明に適用可能な“導電体”と
することができる。

【００２４】上記導電性フィラ−としては、金属微粉末
（金粉，銀粉，銅粉，ニッケル粉，アルミニウム粉
等），導電性カ−ボンブラック，炭素繊維等を挙げるこ
とができる。添加するフィラ−の量はその電気的特性に
より様々であるが、前述したようにゴム層の体積抵抗率
が10¹¹Ω・ｍ以下となる量が目安である。なお、一般的
な導電性フィラ−である銅粉を使用した場合はその量は
微量であり、これを用いて本発明に係るアプリケ−タロ
−ルを製作して塗工作業を行った結果、従来のアプリケ
−タロ−ルを用いた場合の塗工性と差異のない良好な塗
装面が得られた。

【００２５】さて、前記図４に例示されるアプリケ−タ
ロ−ル３は表面に導電性ゴム層18をライニングした構成
とされているが、該導電性ゴム層18はウレタンゴムで代
用できる絶縁体８を介してアプリケ−タロ−ル芯材の全
長にわたってライニングされている。また、導電性ゴム
層18のロ−ル長手方向のほぼ中央部にも絶縁体８が鋏み
込まれている。この絶縁体もウレタンゴムで代用できる
ことは勿論であり、塗装面精度向上のためには、導電性
ゴム層部と該絶縁体部との外周面の高さを揃えなければ
ならないことは言うまでもない。

【００２６】そして、このように導電性ゴム層18がロ−
ル中央部を境に独立して絶縁されている構成としたの
で、図１や図２で示したアプリケ−タロ−ルの場合と同
様、ロ−ルの左右での接触状態を独立して検出すること
が可能である。しかも、ロ−ルの全長が導電性ゴム層18
で覆われているので、電気信号（電流の“通", "断”）
の検出をロ−ル全長にわたって行うことができるように
なる。従って、このようなアプリケ−タロ−ル３を使用
し、図１におけると同様の制御を行えば、より的確にコ
−タロ−ル間隙の制御やロ−ル平行度調整を実施するこ
とが可能となることが理解できよう。

【００２７】

【効果の総括】以上に説明した如く、この発明によれ
ば、ロ−ルコ−ティング時の膜厚に大きな影響を及ぼす
ロ−ル間隔を正確に設定し制御できるようになり、人的
作業の大幅な低減の下で塗装鋼板等の塗膜厚制御の精度
を著しく向上することが可能になるなど、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】

【図１】本発明に係るコ−タロ−ル間隙制御装置の１例
を示す概念図である。

【図２】本発明で適用されるアプリケ−タロ−ルの別例
に係る説明図である。

【図３】図２で示したアプリケ−タロ−ルの構成部材た
る金属箔リングの形状説明図である。

【図４】本発明で適用されるアプリケ−タロ−ルの更な
る別例に係る説明図である。

【図５】ロ−ルコ−ティング法の一例に係る概念図であ
る。

【符号の説明】

１ 塗料パン ２ ピックアップロ−ル ３ アプリケ−タロ−ル ４ バックアップロ−ル ５ 被塗工材 ６ ウレタンゴムライニング層 ７ 金属箔 ８ 絶縁体 ９ ブラシ 10 導電体製リング 11 相隣るロ−ル 12 Ａ−Ｄ変換器 13 演算装置 14 ステッピングモ−タ 15 送りねじ 16 金属箔リング 17 導線 18 導電性ゴム層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロ−ルコ−タのアプリケ−タロ−ルとこ
   れに相隣るロ−ルとの間隙を制御するに際して、アプリ
   ケ−タロ−ル表面の一部に導電体を装着しておき、該導
   電体と前記相隣るロ−ルの表面との間に接触又は離隔が
   起きるロ−ル位置を両者間の電流の“通”又は“断”に
   よって検知し、このロ−ル位置を基準にロ−ル間の間隙
   を調整することを特徴とする、コ−タロ−ル間隙の制御
   方法。
2. 【請求項２】 表面の一部に導電体が装着されたアプリ
   ケ−タロ−ルと、前記導電体とアプリケ−タロ−ルに相
   隣るロ−ルの表面とが接触又は離隔することによって起
   きる電流の“通”又は“断”を検知する電流検知手段
   と、該検知情報を基にしてロ−ル間の間隙調整量を算出
   する演算装置と、この演算装置からの信号に基づいてロ
   −ル間の間隙を調整する間隙調整装置とを有して成る、
   ロ−ルコ−タにおけるコ−タロ−ル間隙の制御装置。