JPH0737357U - 金属ロール表面加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】従来に比べ低価格の製造費で占有スペースが従
来よりも狭くて済み、しかも金属ロール表面に均一な厚
さの塗布膜を形成できる金属ロール表面加工装置を提供
する。 【構成】金属ロール表面加工装置１０に、樹脂塗布用ノ
ズル１２を金属ロール１４の幅方向に往復運動させる機
構２０と、エッチングのために二流体噴霧ノズル列１６
を金属ロール１４の幅方向に移動させる機構３０を備え
る。樹脂塗布時には、ノズル往復用モータ４２の駆動力
を、ギヤボックスを介してスクリューねじ３２に伝え、
ノズル往復用モータ４２と反対側のスクリューねじ３２
の端部に設けられた着脱式ジョイント５６により、動力
伝達用滑車３４に伝える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、金属ロール表面に無数の正確な凹凸パターンを形成するための金属 ロール表面加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

圧延用金属ロール表面に耐酸性樹脂を薄膜状になるように塗布し、その後、Ｙ ＡＧレーザにより耐酸性樹脂膜を所定の模様になるように蒸発させ、続いて腐食 液でエッチング処理を行う金属ロール表面加工技術が知られている。 この一連の技術のうち耐酸性樹脂を金属ロール表面に塗布する技術としては、 浸漬方式やロールコータ方式等を用いる直接コーティング法と、スプレーを使い 塗布する技術が知られている。また、これらの技術とは別に、実公昭５８−２９ ４７１号公報に開示されているように、円筒状物体の表面に樹脂を塗布する技術 として、この円筒状物体を垂直に立て周囲に特殊な容器を設け、この容器を下か ら上に移動させる技術が知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記の浸漬方式やロールコータ方式等の直接コーティング法では、塗布を終了 するときに“つなぎ部”が発生してしまい、樹脂の厚みにムラが生じる。また、 スプレー塗布方式においてもロール全面を目的の樹脂膜厚にすることは大変難し く、スプレー噴射状態、ロール回転速度、スプレー移動速度等の適切な条件合わ せが必要であり、そのために専用の装置が必要とされる。実公昭５８−２９４７ １号公報に開示された方法では対象となる素材が圧延用ロール等の重量物の場合 、垂直に立てるだけでも大掛かりな専用装置が必要とされる。

【０００４】 従って、従来から、それぞれ別々に用意された耐酸性樹脂塗布装置、レーザ装 置、及びエッチング処理装置を用いて金属ロール表面を加工している。このため 、少なくとも３台の装置が必要であり、装置の作製費が高く、また広いスペース を装置が占有するという問題がある。 本考案は、上記事情に鑑み、従来に比べ低価格の製造費で占有スペースが従来 よりも狭くて済み、しかも金属ロール表面に均一な厚さの塗布膜を形成できる金 属ロール表面加工装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するための本考案の金属ロール表面加工装置は、基台と、該基 台の上面に金属ロールを保持して回転させる回転保持機構と、前記金属ロールの 側方を前記金属ロールの幅方向に往復運動する第１の往復運動台と、該第１の往 復運動台に着脱自在に取り付けられる、前記金属ロールの上方に位置するエッチ ング用の二流体噴霧ノズル列と、前記金属ロールを挟んで前記第１の往復運動台 に対向する側に取り付けられた、前記金属ロールの幅方向に延びるガイドと、該 ガイドに案内されて前記金属ロールの幅方向に往復運動する第２の往復運動台と 、該第２の往復運動台に着脱自在に取り付けられる樹脂塗布用のノズルとを備え たことを特徴とするものである。

【０００６】 ここで、第１の往復運動台を往復運動させるための駆動源を利用して第２の往 復運動台を往復運動させる構成とすることが好ましい。

【０００７】

【作用】

本考案の金属ロール表面加工装置には、第１の往復運動台と第２の往復運動台 が備えられている。第１の往復運動台にはエッチング用の二流体噴霧ノズル列が 取り付けられ、一方、第２の往復運動台には樹脂塗布用のノズルが取り付けられ る。従って、１台の金属ロール表面加工装置を用いて樹脂膜形成とエッチングを 行うことができる。

【０００８】 また、樹脂塗布用のノズルは、金属ロールの幅方向に延びるガイドに案内され て金属ロールの幅方向に往復運動して金属ロール表面に樹脂を塗布するので、金 属ロール表面に均一な厚さの塗布膜を形成できる。 ここで、第１の往復運動台を往復運動させるための駆動源を利用して第２の往 復運動台を往復運動させる構成にした場合は、一層低価格となる。

【０００９】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の金属ロール表面加工装置の一実施例を説明する 。図１は金属ロール表面加工装置の概略構成を示す斜視図、図２は樹脂塗布用ノ ズルで金属ロール表面に塗布膜を形成している状態を示す斜視図、図３は二流体 噴霧ノズル列を幅方向に移動させるための機構を示す側面図である。

【００１０】 金属ロール表面加工装置１０は、樹脂塗布用ノズル１２を金属ロール１４の幅 方向に往復運動させる機構２０と、エッチングのために二流体噴霧ノズル列１６ を金属ロール１４の幅方向に移動させる機構３０を備えている。鋳鉄製の金属ロ ール１４の全長は１４００ｍｍ、ロール径は６０ｍｍφで、最終的なエッチング 処理幅は１２６０ｍｍである。また、この金属ロール１４の回転速度は１５０ｒ ｐｍである。一般の圧延用ロールは圧延機に取り付ける際のチョック部が中央に 比べ細くなっているが、本考案における圧延用ロールは、ロール幅全体がほぼ同 一径となっている。また、この金属ロール１４をロール幅ぎりぎりまでエッチン グ処理するためには、樹脂の塗布範囲はエッチング処理幅以上必要となり、エッ チング処理幅内での塗膜厚の均一性が重要である。

【００１１】 金属ロール１４の表面加工の処理手順は、先ず、金属ロール表面加工装置１０ のチャック部１８に金属ロール１４をセットし、金属ロール１４の表面を脱脂後 、耐酸性樹脂をスプレー塗布して金属ロール１４の表面に耐酸性樹脂膜を形成す る。その後、金属ロール１４をレーザマーキング装置（図示せず）に移動し、金 属ロール１４の表面の耐酸性樹脂膜を任意の模様にマーキング処理する。その後 、金属ロール１４を金属ロール表面加工装置１０に再び移動し、専用のエッチン グケースをセットしてエッチング処理を行い、最後に耐酸性樹脂膜を剥離する。

【００１２】 ところで、樹脂塗布工程をレーザマーキング装置で行うことも考えられる。し かし、飛散した樹脂粒子によりレーザの集光レンズが汚されるという問題や、樹 脂塗布時に発生する溶剤臭の拡散を防止するという点から、樹脂塗布装置とエッ チング装置を兼用した装置とした。また、これにより、局所排気装置は一台設置 すれば済む。

【００１３】 耐酸性樹脂を塗布する機構では、耐酸性樹脂を金属ロール１４の表面にスプレ ーで均一に塗布できるようにするために、回転中の金属ロール１４に対して樹脂 塗布用ノズル１２をこの金属ロール１４の幅方向に一定速度で移動させる必要が ある。樹脂塗布時の樹脂塗布用ノズル１２の移動速度は３０〜２００ｍｍ／秒の 範囲内であり、一方、エッチング処理時の二流体噴霧ノズル列１６を往復運動さ せる速度は３．３ｍｍ／秒であることが本考案者らの実験で分かり、エッチング 用の二流体噴霧ノズル列１６を運動させる機構の速度及び移動距離のような条件 は、樹脂塗布条件とは異なることが本考案者らにより判明した。このため、樹脂 塗布用ノズル１２の移動速度を増加し、金属ロール１４に対して平行移動する距 離も増加する工夫をした。

【００１４】 また、移動距離については、エッチング処理時は複数個の二流体噴霧ノズル列 １６を使用しているため、ノズル間距離分を往復運動させているのに対し、樹脂 塗布時には一層均一な樹脂膜厚を得るために、樹脂塗布用ノズル１２が１個のほ うがよいことが分かった。また、樹脂塗布用ノズル１２の移動距離はロール全長 よりも大きくすることが必要である。しかも、エッチング処理時に耐酸性樹脂を 塗布するため、樹脂塗布用ノズル１２等が障害とならないよう配慮することも必 要である。

【００１５】 そこで、塗布時の移動距離及び移動速度の不足については、ガイドレール２２ の長さを１８００ｍｍとし、二流体噴霧ノズル列１６を金属ロール１４の幅方向 に移動させるための機構３０のスクリューねじ３２の回転動力を滑車３４に伝え 、この滑車３４にワイヤ３６を掛け、コーナー滑車３８を介して樹脂塗布用ノズ ル１２をこのワイヤ３６の動きで移動させた。また、樹脂塗布用ノズル１２の移 動速度は、滑車３４の直径をスクリューねじ３２の直径よりも大きくすることに より増加した。スクリューねじ３２のねじ山のピツチは、１回転で５ｍｍであっ たが滑車３４の直径を４０ｍｍφとし、これにより円周長を約１２０ｍｍとし、 滑車３４にワイヤ３６を巻いて利用した場合、約２４倍の速度の増加及び移動距 離の増加となる。

【００１６】 二流体噴霧ノズル列１６を幅方向に移動させるために、図３に示す機構を採用 した。この機構は、二流体噴霧ノズル列１６を往復運動させる装置と、それらを 制御する装置とから構成されている。二流体噴霧ノズル列１６の往復運動は、正 逆転するノズル往復用モータ４２の駆動力をギヤボックスを介してスクリューね じ３２に伝え、このスクリューねじ３２にネジ結合している往復運動台４６を往 復動させ、この往復運動台４６に二流体噴霧ノズル列１６を取り付けて行わせる 。往復運動台４６の移動は、リミッタ４８に往復運動距離調整用シャフト５０を 当接させることによって規制する。例えば、往復運動距離５２は二流体噴霧ノズ ル列１６のノズルピツチ５４の１／２に調整する。

【００１７】 樹脂塗布時には、ノズル往復用モータ４２の駆動力を、ギヤボックスを介して スクリューねじ３２に伝え、ノズル往復用モータ４２と反対側のスクリューねじ ３２の端部に設けられた着脱式ジョイント５６（図１参照）により、動力伝達用 滑車３４（図１参照）に伝える。 上述のように動力伝達用滑車３４の直径は、樹脂塗布用ノズル１２を固定する ためのスプレーノズル固定台５８の移動速度を増すために４０ｍｍφとする。こ れにより、スクリューねじ３２が一回転するとスプレーノズル固定台５８は約１ ２０ｍｍ移動する。動力伝達用滑車３４とスプレーノズル固定台５８との連結は 、スプレーノズル移動用ワイヤ３６で行い、コーナー滑車３８を介してスプレー ノズル固定台５８を移動させている。

【００１８】 図４に示すように、樹脂塗布用ノズル１２は、スプレーノズル固定台５８の上 の樹脂塗布用ノズル１２の上部に取り付けられたスプレー開始治具６０により樹 脂のスプレー塗布を開始する。また、樹脂塗布用ノズル１２は、スプレーノズル 固定台５８を介してスプレーノズル移動用ワイヤ３６に接続されているため、こ のスプレーノズル移動用ワイヤ３６の動きに伴ってガイドレール２２に案内され て往復運動をする。

【００１９】 ガイドレール２２は、図１に示すように基台７０の側面に固定されている。こ のため、エッチング処理時にはスプレーノズル固定台５８をガイドレール２２の 端部に移動でき、二流体噴霧ノズル列１６と樹脂塗布用ノズル１２とが互いに干 渉しないようにできる。 スプレーノズル移動用ワイヤ３６は、コーナー滑車１０を介して動力伝達用滑 車３８に“あだ巻き”されスリップが防止されている。また、動力伝達用滑車３ ８は、着脱式ジョイント５６により、樹脂塗布処理を行うときだけスクリューね じ３２に接続されている。さらに、往復運動台４６の移動はリミッタ４８に往復 運動距離調整用シャフト５０を当接させることにより規制する。

【００２０】 次に、図４、図５を参照して、樹脂塗布時とエッチング処理時における金属ロ ール表面加工装置１０の使い分け状態を説明する。図４は樹脂塗布装置として使 用するときの側面図、図５はエッチング装置として使用するときの側面図である 。 樹脂塗布装置として使用するときは、図４に示すように、金属ロール１４はチ ャック部１８に保持されており、エッチング処理時に二流体噴霧ノズル列１６を 往復運動させていた、二流体噴霧ノズル固定板７２の往復運動用固定治具７４を 取り外し、耐酸性樹脂をスプレー噴霧しながら樹脂塗布用ノズル１２が金属ロー ル長さ１４００ｍｍに対して１６００ｍｍ移動できるよう構成している。樹脂塗 布用ノズル１２としてはエアーガンも使用できる。

【００２１】 エッチング装置として使用するときは、図５に示すように、上方に局所排気装 置７６を設置し、ビニールカーテン７８によりその効果を高めている。 樹脂塗布時にも同様の局所排気装置７６を使用し溶剤臭の拡散を防止している 。 金属ロール表面加工装置１０を樹脂塗布装置として使用したときの塗膜形成範 囲を図６に示す。本実施例の金属ロール加工方法では塗膜厚を６〜１０μｍに設 定しているが、任意の塗膜厚を設定できる。また、図中Ａで示される範囲は金属 ロールの直径を５０ｍｍとしたとき、Ｂで示される範囲は金属ロールの直径を６ ０ｍｍとしたときの膜厚である。

【００２２】 図７に塗膜厚のロール幅方向精度を示す。これは、目標膜厚８μｍの設定で塗 布を行い、乾燥後の膜厚を電磁膜厚計で測定した結果である。図７によれば、目 標膜厚に対して、±０．３μｍ以内の誤差で塗膜が形成されていることがわかる 。

【００２３】

【考案の効果】

以上説明したように本考案の金属ロール表面加工装置によれば、第１の往復運 動台にはエッチング用の二流体噴霧ノズル列が取り付けられ、一方、第２の往復 運動台には樹脂塗布用のノズルが取り付けられる。従って、１台の金属ロール表 面加工装置を用いて金属ロール表面に樹脂膜の形成とエッチングを行うことがで きる。このため、従来に比べ低価格の製作費で占有スペースが従来よりも狭くて 済む。また、樹脂塗布用のノズルは、金属ロールの幅方向に延びたガイドに案内 されて金属ロールの幅方向に往復運動して金属ロール表面に樹脂を塗布するので 、金属ロール表面に均一な厚さの塗布膜を形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】金属ロール表面加工装置の概略構成を示す斜視
図である。

【図２】樹脂塗布用ノズルで金属ロール表面に塗布膜を
形成している状態を示す斜視図である。

【図３】二流体噴霧ノズル列を幅方向に移動させるため
の機構を示す側面図である。

【図４】図１に示す金属ロール表面加工装置を樹脂塗布
装置として使用するときの側面図である。

【図５】図１に示す金属ロール表面加工装置をエッチン
グ装置として使用するときの側面図である。

【図６】図１に示す金属ロール表面加工装置を樹脂塗布
装置として使用したときの塗膜形成範囲を示すグラフで
ある。

【図７】図１に示す金属ロール表面加工装置を樹脂塗布
装置として使用したときの塗膜厚のロール幅方向精度を
示すグラフである。

【符号の説明】

１０ 金属ロール表面加工装置 １２ 樹脂塗布用ノズル １４ 金属ロール １６ 二流体噴霧ノズル列 １８ チャック部 ２２ ガイドレール ３２ スクリューねじ ３４ 滑車 ３６ ワイヤ ３８ コーナー滑車 ４２ ノズル往復用モータ ４６ 往復運動台 ５６ 着脱式ジョイント ５８ スプレーノズル固定台 ７０ 基台

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台と、 該基台の上面に金属ロールを保持して回転させる回転保
   持機構と、 前記金属ロールの側方を前記金属ロールの幅方向に往復
   運動する第１の往復運動台と、 該第１の往復運動台に着脱自在に取り付けられる、前記
   金属ロールの上方に位置するエッチング用の二流体噴霧
   ノズル列と、 前記金属ロールを挟んで前記第１の往復運動台に対向す
   る側に取り付けられた、前記金属ロールの幅方向に延び
   るガイドと、 該ガイドに案内されて前記金属ロールの幅方向に往復運
   動する第２の往復運動台と、 該第２の往復運動台に着脱自在に取り付けられる樹脂塗
   布用のノズルとを備えたことを特徴とする金属ロール表
   面加工装置。