JP2006102565A

JP2006102565A - ギャップ寸法測定方法、測定装置およびダイヘッド

Info

Publication number: JP2006102565A
Application number: JP2004288893A
Authority: JP
Inventors: Naohiko Suzuki; 直彦鈴木
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-04-20

Abstract

【課題】ダイヘッド或いはコーティング面を傷付けることなく、ダイヘッドとコーティング面のギャップを測定する。
【解決手段】ダイヘッド１００の両端には測定ブロック１１０が設けられ、測定ブロック１１０のエア孔１１１からエアを吐出する。エアを吐出する時に発生するエアの圧力抵抗値を差圧計１２０で測定し、圧力抵抗値からギャップ寸法を演算する。差圧計で測定された信号は、制御装置１７０に送信され、制御装置１７０は予め設定されたプリセット値と測定値との差が無くなるようにダイヘッド移動機構１８０を操作する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ウェブや板材等にコーティング液を帯状にコーティングするときに使用されるダイヘッドの先端部とコーティング基準面とのギャップの寸法を測定するギャップ寸法測定方法、測定装置およびギャップ寸法測定機能を備えたダイヘッドに関する。

従来、ウェブやプレート等にコーティング液をコーティングする手段として、幅方向に狭い吐出スリットと、それにコーティング液を供給するための供給通路を備えたダイヘッドが使用されている。このダイヘッドを用いたコーティングにおいては、ダイヘッドの先端部とコーティング基準面（例えば、バックアップロール周面）とのギャップ（以下、単にギャップと記す）寸法が、コーティング品質上の重要な因子となる。このため、特許文献１または特許文献２のように、ギャップの寸法を所定の寸法に調整できるダイヘッド調整装置が開示されている。

上述の発明などでギャップを調整した後、ギャップ寸法を測定する方法としては、例えば特許文献３の従来技術に記載されている吐出スリットの隙間寸法を測定する方法と同様に、隙間ゲージをギャップに差込むことでギャップ寸法を測定したり、ダイヘッド先端の両端に変位センサー（例えば、超音波センサ）を設置しギャップ寸法を測定する方法が一般的に知られている。
特開平１０−２７７４６１号公報特開平１０−２７７４６２号公報特開２００４−１１７２２２号公報

しかしながら、前述した従来のギャップを測定する方法においては、次に述べる問題があった。隙間ゲージを用いる方法においては、ギャップに隙間ゲージを差込むため、ダイヘッドの先端部やコーティング基準面（例えば、バックアップロール周面）の表面に傷を付けてしまう恐れがあるばかりか、コーティング作業中にギャップを測定できない。また、変位センサを用いた方法においては、変位センサは高価であるし、変位センサの設置スペースも問題になる。

そこで、本発明は上述の問題を鑑みて、ダイヘッドの先端部もしくはコーティング基準面を傷つけることなく、また、コーティング液をコーティング中においても、安価でギャップを測定できるギャップ寸法測定方法および装置を提供することを目的とする。加えて、ギャップ寸法を測定できるギャップ寸法測定機能を備えたダイヘッドを提供することも目的とする。

上記課題を解決する第１の発明は、ダイヘッドの先端部とコーティング基準面間のギャップ寸法を測定するギャップ寸法測定方法であって、ダイヘッドの位置をコーティングする状態に調整し、ダイヘッドの先端部からエアを吸引或いは吐出し、その時に発生するエアの圧力抵抗値からギャップ寸法を測定する。測定したエアの圧力抵抗値は、ダイヘッドの先端部のギャップ寸法に応じた値となるため、予めエアの圧力抵抗値とギャップ寸法の相関関係を示した校正曲線を作成しておけば、測定したエアの圧力抵抗値からギャップ寸法を測定できる。

更に、第２の発明は、第１の発明を利用したギャップ寸法測定装置である。第２の発明は、ダイヘッドの先端部とコーティング基準面間のギャップ寸法を測定するために、エアを吸引するエア孔を備えた測定ブロックと、前記測定ブロックにエア配管で連結された減圧タンクと、前記減圧タンクの内部圧力を所定の圧力に保持する減圧手段と、前記エア孔の内部もしくはその近傍のエア配管内の圧力を測定する圧力測定手段と、前記圧力測定手段で測定された圧力に基づいてギャップ寸法を演算するギャップ寸法演算手段とを有する。なお、大気圧よりも大きい圧力を利用してギャップ寸法を測定する場合には、前記減圧タンクを加圧タンクとし、前記減圧手段を加圧手段とすればよい。

第１の発明または第２の発明によれば、ギャップ寸法を測定するために、エアの圧力抵抗値を利用するため、ダイヘッドの先端部もしくはコーティング基準面を傷つけることなく、安価でギャップ寸法を測定できる。

更に、第３の発明は、第２の発明のギャップ寸法測定装置を備えたダイヘッドである。ダイヘッドが、第２の発明のギャップ寸法測定装置を備えることで、コーティング中においても、ダイヘッドの先端部とコーティング基準面間のギャップ寸法を測定することができる。なお、ダイヘッドは、前記ギャップ寸法測定装置で測定されたギャップ寸法に基づき、ギャップ寸法を予め設定されたプリセット値に調整するダイヘッド位置調整手段を備えていることが望ましい。ダイヘッドが前記ダイヘッド位置調整手段を備えることで、コーティングの準備作業時間を短縮できるばかりか、コーティング中のダイヘッド位置調整も容易になる。

これまで述べた本発明によれば、ダイヘッドの先端部とコーティング基準面間のギャップ寸法測定にエアの圧力抵抗値を利用することで、ダイヘッドのダイヘッドの先端部もしくはコーティング基準面を傷つけることなく、また、コーティング液をコーティング中においてもギャップ寸法を測定できる。加えて、ギャップ寸法を測定できるギャップ測定機能を備えたダイヘッドを安価で提供できる。

＜＜＜実施の形態１＞＞＞
本発明に係わる実施の形態１にて、本発明に係わるギャップ寸法測定方法の基本原理について、図を参照しながら詳細に説明する。本発明は、バックアップローラとダイヘッド間のギャップの寸法を測定するため、エアの吸引時或いは注入時に生じるエアの圧力抵抗値を利用してギャップを測定する。なお、これ以降、実施の形態の説明において「正圧」または「負圧」と記述することがあるが、「正圧」とは大気圧よりも大きい圧力を意味し、「負圧」とは大気圧よりも小さい圧力を意味する。図１は、本発明に係わるギャップ寸法測定方法を説明するための図で、図１（ａ）は負圧を利用する場合の説明図、図１（ｂ）は正圧を利用する場合の説明図である。

実施の形態１は負圧（または正圧）を使用し、エアの圧力抵抗値を利用してギャップ寸法を測定するために、ギャップ間のエアを吸引（正圧の場合は吐出）する孔１１（以下、エア孔と記す）を備えた測定ブロック１０と、測定ブロック１０のエア孔１１内もしくはその近傍のエアホース等のエア配管５０内の圧力を測定する差圧計２０と、測定ブロック１０にエア配管５０を介して連結された減圧タンク３０（正圧の場合は、加圧タンク３１）と、減圧タンク３０（正圧の場合は、加圧タンク３１）の圧力を所定の圧力に保持する真空ポンプあるいはブロワ―等の負圧を発生する減圧装置４０（正圧の場合は、コンプレッサー等の加圧装置４１）とを備える。

図２は、測定ブロック１０の斜視図である。上述したように、測定ブロック１０内部には、ギャップ間のエアを吸引或いは吐出するエア孔１１が設けられている。エア孔のコーティング面に対する孔１１ａから、エアが吸引或いは吐出され、測定ブッロク１０の側面の孔１１ｂはエア配管５０と連結する。測定用ブロックはダイヘッドの両端に接続できるように、測定ブロックの側面形状は、ダイヘッドの側面形状と同一形状であることが望ましい。また、圧力測定を行う際に、測定用ブロック１０とバックアップロール６０とが接触したときに、バックアップロールの表面を傷付けることがないように、測定ブロックの先端１０ａは樹脂で覆うことが好ましい。

図１（ａ）に示した構成で、負圧を利用してギャップ寸法を測定する方法について説明する。まず、測定用ブロック１１とバックアップロール６０間のギャップを所定の値近傍に設定し、減圧装置４０を用いて減圧タンク３０を所定の真空度となるように減圧する。そして、測定用ブロック１０のエア孔１１からエアを吸引し、吸引中の差圧計２０が示す圧力値（以下、差圧値と呼ぶ）を測定する。差圧値は、エア孔１１から吸引されるエア量の大小に応じたものであり、ギャップ寸法に応じた圧力抵抗値の大小に応じたものになる。

ギャップ寸法を測定する際は、ギャップ寸法を様々な値に変更して、減圧タンク３０を所定の値に保ち、測定ブロック１０に減圧タンク３０から測定ブロック１０にエアを吸引して差圧計２０の差圧値を読み取り、ギャップ寸法と差圧値の相関関係を示した校正曲線を予め作成し、測定時の差圧計２０の値から、ギャップ寸法を測定する。

次に、図１（ｂ）に示した構成で、正圧を利用してギャップ寸法を測定する方法について説明する。まず、測定用ブロック１０とバックアップロール６０間のギャップを所定の値近傍に調整し、加圧タンク３１を所定の圧力となるように、加圧装置４１から加圧エアを加圧タンク３１に供給しておく。その後、加圧タンク３１のエアを測定ブロック１０のエア孔１１に供給し、エア孔１１に供給されたエアは、測定ブロック１０のエア孔１１を通って吐出される。その際、差圧計２０が示す圧力値は、測定ブロック１０から吐出されるエア量の大小に応じた値にあり、ギャップ寸法に応じた圧力抵抗値に対応したものとなる。正圧を用いる場合も、図３のような校正曲線を予め作成し、測定時の差圧計２０の差圧値からギャップ寸法を算出する。

＜＜＜実施の形態２＞＞＞
実施の形態２は、実施の形態１で説明した正圧を利用してギャップ寸法を測定する機能を備えたダイヘッドである。なお、図３に示したダイヘッド１００のリップ部の両端には測定ブロック１１０が備えられている。それぞれの測定ブロック１００の側面にはエア配管１５０が接続され、エア配管１５０には差圧計１２０が設置されている。そして、ダイヘッド１００のリップ部の両端の測定ブロック１１０にエアを供給する加圧タンク１３１と、加圧タンク１３１の圧力を所定の圧力に保持するコンプレッサー１４１とが備えれている。加えて、図４には、ダイヘッド１００の位置を移動させるダイヘッド移動機構１８０と、差圧計１２０の出力信号に基づいてダイヘッド移動機構１８０を自動で操作し、ダイヘッド１００の位置を制御する制御装置１７０とが備わっている。図３に図示した差圧計１２０、加圧タンク１３１およびコンプレッサー１４１は、図１に図示した差圧計２０、加圧タンク３１および加圧装置４１と、それぞれ同じ機能を果たす。差圧計１２０で測定された圧力は、差圧計１２０内部で電気信号に変換され、変換された電気信号は制御装置１７０に送信される。

図４は、図３の測定ブロック１１０の斜視図である。図４（ａ）に示したように、実施の形態２の測定ブロック１１０の側面形状は、測定ブロック１１０が取り付けられるダイヘッド１００と同一の形状し、測定ブロック１１０のエアを吐出する面１１０ａとダイヘッド１００のリップ面１００ａとの段差を無くすことで、測定ブロック１１０がダイヘッド１００のコーティング性能に悪影響を及ぼすことを防いでいる。加えて、実施の形態２の測定ブロック１１０のエア孔１１１にはチャンバ１１２が設けれている。

図４（ｂ）は、差圧計１２０を取りつけたときの測定ブロック１１０の説明図である。図４（ｂ）に示したように、差圧計１２０を取りつけるときは、測定ブロック１１０のチャンバ１１２に蓋１１２ｂを設け、蓋１１２ｂを介して差圧計１２０および加圧タンク１３１に接続するエア配管１５０を取り付けている。蓋１１２ｂを介して差圧計１２０および加圧タンク１３１に接続するエア配管１５０を取り付けることで、圧力測定時の安定性が増す効果が得られる。

制御装置１７０とは、差圧計１２０から送信された前記電気信号に基づいて、ダイヘッド移動機構１８０を利用してダイヘッド１００の位置を制御する装置である。制御装置１７０の内部には、例えば、図３の校正曲線のように差圧値からギャップ寸法を演算できるデータを保持し、差圧計１２０から送信された前記電気信号で示される差圧値に対応するギャップ寸法を、制御装置１７０内に記憶している校正曲線から割り出し、ギャップ寸法が予め設定されたプリセット値になるまで、ダイヘッド移動機構１８０を操作する。なお、ダイヘッド移動機構１８０はギャップが正確に調整できる機構であればよく、例えば特許文献１または特許文献２の機構で実現される。

ここから、実施の形態２のダイヘッド１００の動作について説明する。まず、測定用ブロック１１０とバックアップロール１６０間のギャップをプリセット値に近い状態に設定し、加圧タンク１３１を所定の圧力となるように、コンプレッサー１４１から加圧エアを加圧タンク１３１に供給する。その後、加圧タンク１３１のエアを測定ブロック１１０のエア孔１１１に供給する。エア孔１１１に供給されたエアは、測定ブロック１１０のエア孔１１１を通って吐出される。エアを吐出した際に、差圧計１２０が示す差圧値は差圧計１２０内部で電気信号に変換され、変換された電気信号は制御装置１７０に伝送される。制御装置１７０は、伝送された前記電気信号に基づくギャップ寸法を、制御装置１７０内部に記憶している校正曲線から割り出し、割り出したギャップ寸法とプリセット値との差を算出し、差がある場合は、差を無くすようにダイヘッド移動機構１８０を操作する。そして、制御装置１７０は、上述の動作を繰り返すことで、キャップ値をプリセット値と等しくする。

なお、実施の形態２においては、正圧を利用してギャップ寸法を測定したが、負圧を利用してギャップ寸法を測定できることは、実施の形態１で説明している。

これまで述べたギャップ測定方法および前記ギャップ測定方法を適用したダイヘッドを用いれば、バックアップロールが回転しているときにおいても、ダイヘッドとバックアップロール間のギャップ寸法を測定し、予め設定されたプリセット値にギャップ寸法に調整することができる。なお、本実施の形態においては、ギャップ寸法を測定するためにエアを使用するため、バックアップロールの表面に傷を付けることはない。加えて、本実施の形態においては、コーティング基準面をバックアップロールとしたが、コーティング基準面はプレートでも、本発明を適用できる。

本発明に係わるギャップ寸法測定方法を説明する図。測定ブロックの斜視図。ギャップ寸法測定方法を備えたダイヘッドの説明図。チャンバーを備えた測定ブロックの斜視図。

符号の説明

１００ダイヘッド
１０、１１０測定ブロック
１１、１１１エア孔
２０、１２０差圧計
３０減圧タンク
３１、１３１加圧タンク
４０減圧装置
４１加圧装置
１４１コンプレッサー
５０、１５０エア配管
６０、１００バックアップロール
１７０制御装置
１８０ダイヘッド移動機構

Claims

ダイヘッドの先端部とコーティング基準面間のギャップ寸法を測定する方法であって、
ダイヘッドの位置をコーティングする状態に調整し、
ダイヘッドの先端部からエアを吸引或いは吐出し、その時に発生するエアの圧力抵抗値から、前記ギャップ寸法を測定することを特徴とするギャップ寸法測定方法。
エアを吸引するエア孔を備えた測定ブロックと、前記測定ブロックにエア配管で連結された減圧タンクと、前記減圧タンクの内部圧力を所定の圧力に保持する減圧手段と、前記エア孔の内部もしくはその近傍のエア配管内の圧力を測定する圧力測定手段と、前記圧力測定手段で測定された圧力に基づいて、ダイヘッドの先端部とコーティング基準面間のギャップ寸法を演算するギャップ寸法演算手段とを有することを特徴とするギャップ寸法測定装置。
エアを吐出するエア孔を備えた測定ブロックと、前記測定ブロックにエア配管で連結された加圧タンクと、前記加圧タンクの内部圧力を所定の圧力に保持する加圧手段と、前記エア孔の内部もしくはその近傍のエア配管内の圧力を測定する圧力測定手段と、前記圧力測定手段で測定された圧力に基づいて、ダイヘッドの先端部とコーティング基準面間のギャップ寸法を演算するギャップ寸法演算手段とを有することを特徴とするギャップ寸法測定装置。
請求項２または請求項３のギャップ寸法測定装置を備えたことを特徴とするダイヘッド。
請求項４に記載のダイヘッドにおいて、前記ギャップ寸法測定装置で測定されたギャップ寸法に基づき、ダイヘッドの先端部とコーティング基準面間のギャップ寸法を予め設定されたプリセット値に調整するダイヘッド位置調整手段を備えたこと特徴とするダイヘッド。