JP5592516B2 - Coating apparatus and coating gap measuring method - Google Patents
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Description
本発明は、長尺フィルムに連続塗工する塗工装置および塗工ギャップ測定方法に関する。 The present invention relates to a coating apparatus for continuously coating a long film and a coating gap measuring method.
連続搬送される長尺フィルムの裏面を支持するバックロールに対向するダイから塗料を吐出して、バックロール上の長尺フィルムの表面に連続塗工する塗工装置が知られている。そのような塗工装置において、塗膜の厚さの均一性は、ダイとバックロール(または支持されている長尺フィルム)との隙間(塗工ギャップ)に依存するため、一般に、ダイの両側をそれぞれ、送りねじ等で移動可能に支持することにより、隙間の大きさの均一化(ダイとバックロールの平行化)および隙間の大きさの調節を可能としている。 2. Description of the Related Art A coating apparatus is known in which a coating material is discharged from a die facing a back roll that supports the back surface of a continuously conveyed long film and continuously applied to the surface of the long film on the back roll. In such a coating apparatus, since the uniformity of the coating thickness depends on the gap (coating gap) between the die and the back roll (or the supported long film), in general, both sides of the die Are movably supported by a feed screw or the like, so that the gap size can be made uniform (parallelization of the die and the back roll) and the gap size can be adjusted.
ダイは、通常、製品の切り替えや洗浄のために、着脱可能に支持される。従来の塗工装置では、ダイを取り付けたときに、両端近傍におけるダイとバックロールとの隙間が等しくなるように、オペレータが隙間ゲージで測定しながらマニュアルで初期調整している。このような初期調整の後は、ダイの両側の送りねじの操作量を等しくすることで、ダイとバックロールとの平行が保持される。 The die is typically detachably supported for product switching and cleaning. In a conventional coating apparatus, when a die is attached, an operator performs initial adjustment manually while measuring with a gap gauge so that the gap between the die and the back roll in the vicinity of both ends becomes equal. After such initial adjustment, the parallel operation of the die and the back roll is maintained by equalizing the operation amounts of the feed screws on both sides of the die.
塗工前に隙間ゲージを使用して塗工ギャップを測定する場合、オペレータは、汚れを防止するための手袋を着用しなければならず、特に雰囲気装置では分厚いグローブを介しての作業となるため、細かな作業を行うことは容易ではない。また、隙間ゲージがダイに接触するために、細かなスクラッチ傷が入る。 When measuring the coating gap using a gap gauge before coating, the operator must wear gloves to prevent dirt, especially in atmospheric devices, because it is a work through thick gloves. It is not easy to do fine work. Further, since the gap gauge contacts the die, fine scratches are introduced.
特許文献1には、ダイをバックロールよりも長くし、バックロールの外側に、ダイまでの距離を測定する距離センサを配設して、バックロールとダイとの距離を間接的に測定している。しかしながら、この構成では、距離センサとバックロールとの位置関係がずれると、ダイとバックロールとの隙間を正確に測定することができない。このため、時折、隙間ゲージを使用して距離センサの検出値と実際の隙間の大きさとの関係を確認(較正)する必要がある。特に、ダイの交換作業を行った場合には、距離センサの位置ずれが懸念されるため、隙間ゲージによる較正作業が望まれる。 In Patent Document 1, the die is made longer than the back roll, a distance sensor for measuring the distance to the die is disposed outside the back roll, and the distance between the back roll and the die is indirectly measured. Yes. However, in this configuration, if the positional relationship between the distance sensor and the back roll is shifted, the gap between the die and the back roll cannot be measured accurately. For this reason, it is sometimes necessary to check (calibrate) the relationship between the detection value of the distance sensor and the actual gap size using a gap gauge. In particular, when a die replacement operation is performed, there is a concern about the displacement of the distance sensor, so a calibration operation using a gap gauge is desired.
特許文献2には、引用文献1とは逆に、バックロールをダイよりも長くし、ダイの外側にバックロールとの距離を測定する距離センサを配置する構成が記載されているが、やはり、ダイを交換したときには隙間ゲージによる確認作業が必要である。
また、特許文献3には、塗膜のバックロールの回転軸方向の端面をカメラで撮像し、画像処理によって塗膜の厚みを算出することが記載されている。しかしながら、この方法では、μm単位の精度を実現することは困難である。 Patent Document 3 describes that the end face of the coating film back roll in the rotation axis direction is imaged with a camera, and the thickness of the coating film is calculated by image processing. However, with this method, it is difficult to achieve an accuracy of μm.
前記問題点に鑑みて、本発明は、ダイとバックロールまたは長尺フィルムとの間の塗工ギャップを、頻繁な較正を必要とせずに非接触で検出できる塗工装置および塗工ギャップ測定方法を提供することを課題とする。 In view of the above problems, the present invention provides a coating apparatus and a coating gap measuring method capable of detecting a coating gap between a die and a back roll or a long film in a non-contact manner without requiring frequent calibration. It is an issue to provide.
前記課題を解決するために、本願発明による塗工装置は、連続搬送される長尺フィルムの裏面を支持するバックロールと、前記バックロールに対向し、前記長尺フィルムの表面に塗料を吐出するダイと、前記バックロールと前記ダイとの隙間を測定する少なくとも2つの測定手段とを有し、前記測定手段は、前記バックロールの前記ダイが対向する位置に、前記バックロールの回転軸に直角な平面内に延伸する帯状のレーザ光を、少なくとも当該レーザ光の一方の側縁が前記バックロールに遮光されるように、前記バックロールの接線方向に投光する投光器と、前記投光器が投光した前記レーザ光を、前記バックロールの前記接線方向反対側において受光し、受光した前記レーザ光の幅を検出する受光器とを備え、前記測定手段は、前記バックロールの両端近傍に、それぞれ前記バックロールの回転軸方向に移動可能に配設されているものとする。 In order to solve the above-described problems, a coating apparatus according to the present invention discharges paint onto the surface of a long film that is opposed to the back roll that supports the back surface of the continuously conveyed long film and the back roll. A die and at least two measuring means for measuring a gap between the back roll and the die, wherein the measuring means is perpendicular to the rotation axis of the back roll at a position where the die of the back roll faces. A projector that projects a strip-shaped laser beam extending in a flat plane in a tangential direction of the back roll so that at least one side edge of the laser beam is shielded by the back roll, and the projector the laser light, received in the tangential direction opposite said backing roller, and a light receiver for detecting the width of the laser light received, said measuring means, said back Near both ends of the roll, and that are respectively disposed movably in the rotation axis direction of the back roll.
この構成によれば、受光器が受光したレーザ光の幅から隙間を算出するので、投光器や受光器の取り付け位置がずれてもダイとバックロールまたは長尺フィルムとの隙間を通過するレーザ光の幅は変わらない。このため、頻繁な較正をしなくても、正確な隙間を非接触で検出できる。また、投光器や受光器の位置が一定量以上ずれたときには、レーザ光がバックロールによって遮光されなくなり、受光器の検出域の端部においてレーザ光が検出されるので、測定手段の位置ずれを検出することも可能である。さらに、レーザ光の幅の計算は、コンピュータ処理が容易であるので、ダイ取り付け時の初期設定(ダイとバックロールとの平行化)を自動化できる。また、本来の目的であるフィルムの表面とダイとの隙間(塗工ギャップ)を直接的に非接触で測定するため、誤差なく測定できる。 According to this configuration, since the gap is calculated from the width of the laser light received by the light receiver, the laser light passing through the gap between the die and the back roll or the long film even if the mounting position of the projector or the light receiver is shifted. The width does not change. For this reason, an accurate gap can be detected without contact without frequent calibration. Also, when the position of the projector or light receiver deviates more than a certain amount, the laser beam is not shielded by the back roll, and the laser light is detected at the end of the detection area of the light receiver. It is also possible to do. Furthermore, since the calculation of the width of the laser beam is easy for a computer process, the initial setting at the time of die attachment (parallelization of the die and the back roll) can be automated. Moreover, since the gap (coating gap) between the film surface and the die, which is the original purpose, is directly measured in a non-contact manner, it can be measured without error.
また、測定手段をバックアップロールの両端近傍に、バックロールの回転軸方向に移動可能に配設したので、塗工前に塗工すべき位置においてダイとフィルムとの隙間を検出するか、塗工中にも塗工範囲の外側でダイとバックアップローラまたはフィルムとの隙間を検出可能とするかを選択できる。また、ダイの交換時に測定手段を待避させて作業性を確保することもできる。 In addition, since the measuring means is arranged in the vicinity of both ends of the backup roll so as to be movable in the direction of the rotation axis of the back roll, the gap between the die and the film is detected at the position to be coated before coating, or coating is performed. It is also possible to select whether or not the gap between the die and the backup roller or film can be detected outside the coating range. Further, the workability can be ensured by retracting the measuring means during die replacement.
また、本発明によれば、連続搬送される長尺フィルムの裏面を支持するバックロールまたは該バックロールに支持されている前記長尺フィルムと、前記バックロールに対向し、前記長尺フィルムの表面に塗料を吐出するダイとの間の塗工ギャップを測定する方法は、前記バックロールの両端近傍に、それぞれ前記バックロールの回転軸方向に移動可能に配設された測定手段の投光器から、前記バックロールの前記ダイが対向する位置に、前記バックロールの回転軸に直角な平面内に延伸する帯状のレーザ光を、少なくとも当該レーザ光の一方の側縁が前記バックロールに遮光されるように、前記バックロールの接線方向に投光し、前記レーザ光を、前記バックロールの前記接線方向反対側において、前記測定手段に設けられた複数の受光素子を配列してなる受光器で受光し、前記レーザ光を受光した素子の数から、前記塗工ギャップを算出する方法とする。 Further, according to the present invention, the back roll for supporting the back surface of the continuous long film or the long film supported by the back roll, and the surface of the long film facing the back roll The method of measuring the coating gap between the die that discharges the coating material to the die from the light projector of the measuring means disposed in the vicinity of both ends of the back roll so as to be movable in the rotation axis direction of the back roll. A belt-like laser beam extending in a plane perpendicular to the rotation axis of the back roll at a position where the die of the back roll is opposed, so that at least one side edge of the laser light is shielded by the back roll. , it is projected in the tangential direction of the backing roller, the laser beam, in the tangential direction opposite the back roller, a plurality of light receiving elements provided in the measuring means Received by the light receiver formed by sequences from the number of devices that has received the laser beam, and a method for calculating the coating gap.
この方法によれば、非接触で正確にダイとフィルムまたはバックアップローラとの隙間を精密に測定できる。 According to this method, the gap between the die and the film or the backup roller can be accurately measured without contact.
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1および2に、本発明の1つの実施形態の塗工装置1を概略的に示す。塗工装置1は、ベース2に回転可能に支持されたバックロール3と、ベース2に設けたレール4に沿って移動可能なスライダ5上に支持されたフレーム6に着脱可能に取り付けられるダイ7と、バックロール3とダイ7との隙間(塗工ギャップ)をバックロール3の回転軸方向両側において測定する一対の測定手段8とを有する。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. 1 and 2 schematically show a coating apparatus 1 according to one embodiment of the present invention. The coating apparatus 1 includes a back roll 3 rotatably supported on a
バックロール3には、図1に示すように、不図示の機構によって一定の速度で連続搬送される長尺フィルムFが約半周に亘って巻き付けられている。つまり、バックロール3は、長尺フィルムFの裏面を支持して折り返す。 As shown in FIG. 1, a long film F that is continuously conveyed at a constant speed by a mechanism (not shown) is wound around the back roll 3 over about a half circumference. That is, the back roll 3 supports and folds back the long film F.
ダイ7は、バックロール3に径方向に対向して保持され、バックロール3に支持されている長尺フィルムFの表面に、その先端を近接させる。ダイ3は、不図示の供給装置から供給される塗料を、両端部を除くほぼ全幅から均等に吐出するようになっている。これにより、ダイ3は、長尺フィルムFの表面とダイ7との間に一定の塗料溜まり(ビード)を形成し、塗料の表面張力やフィルムの濡れ性等のバランスによって、フィルムFに均一に塗料を塗布し、厚みが一定の塗膜を形成する。
The die 7 is held against the back roll 3 in the radial direction, and its tip is brought close to the surface of the long film F supported by the back roll 3. The die 3 is configured to uniformly discharge the paint supplied from a supply device (not shown) from almost the entire width excluding both ends. As a result, the die 3 forms a constant paint reservoir (bead) between the surface of the long film F and the
フレーム6は、両側がそれぞれ、サーボモータ9により回転駆動されるボールねじ10によって、レール4に沿ってねじ送りして位置決めされる。フレーム6は、両側のサーボモータ9を同時に回転駆動することにより、バックロール3に接近または離間することができるとともに、サーボモータ9による送り量を異ならせることで、バックロール3の回転軸に対して傾斜することも可能である。つまり、2つのサーボモータ9によって、ダイ7とバックロール3との隙間を厳密に一定に調整できる。
The
測定手段8は、バックロール3のダイ7が対向する位置に、バックロール3の接線方向上側から、バックロール3の回転軸に直角な平面内に延伸する帯状のレーザ光を、その側端がバックロール3に遮光されるように投光する投光器11と、バックロール3の接線方向下側において、投光器11が投光したレーザ光を受光する、例えば複数のCCDを直線上に配列して形成したラインセンサからなる受光器12とを備える。
The measuring means 8 has a belt-like laser beam extending in a plane perpendicular to the rotation axis of the back roll 3 from the upper side in the tangential direction of the back roll 3 to the position where the
投光器11および受光器12は、鉛直方向に延伸する支柱13の上下両端から、バックロール3の回転軸に平行に延伸する支持腕14の先端にそれぞれ保持されている。支柱13は、シリンダ15(電動シリンダ等)によって、バックロール3の回転軸方向に移動可能に支持されている。これにより、投光器11および受光器12は、バックロール3の回転軸方向の位置を調節できると共に、ダイ7の清掃や交換を行う際には、ダイ7およびバックロール3の外側まで退避できるようになっている。
The
また、本塗工装置1は、測定手段8およびサーボモータ9を制御するための制御装置16を有する。
Further, the coating apparatus 1 has a
投光器11および受光器12は、バックロール3の外側に退避した状態で、投光器11が投光したレーザ光が受光器12のセンサによって一定以上の幅に亘って受光されるように調節される。投光器11および受光器12をバックロール3の上下に突出させると、レーザ光の一部がバックロール3によって遮光されるので、受光器12が受光するレーザ光の幅が減少する。また、投光器11および受光器12をバックロール3の突出したときに、受光器12が受光するレーザ光の幅が減少しなければ、測定手段8の調整が必要であることを示すものとして、オペレータに警報表示することが望ましい。
The
そして、ダイ7をバックロール3に接近させると、レーザ光のバックロール3とは反対側が遮光されるようになる。受光器12が受光しているレーザ光の幅は、ダイ7とバックロール3との隙間に等しい。例えば、レーザ光を受光しているCCD素子の数にCCD素子のピッチを乗じることで、受光器12が受光しているレーザ光の幅、つまり、塗工ギャップを、ダイ7およびバックアップローラ3に触れることなく算出できる。
When the
測定手段8は、バックロール3が長尺フィルムFを支持している状態で、投光器11および受光器12を、長尺フィルムFの上下に配置してもよい。これにより、本来の目的である長尺フィルムFとダイ7との隙間を非接触で測定できる。また、ダイ7の塗料を吐出しない端部と長尺フィルムFまたはバックロール3との隙間を測定するようにすれば、塗工中にも、塗工ギャップを測定できる。
The measuring means 8 may arrange the
このように、本塗工装置1は、塗工ギャップの初期設定に、ダイ7およびバックロール3または長尺フィルムFに触れる必要がないので、ダイ7およびバックロール3に汚れを付着させることもない。また、そのような初期設定は、制御装置16によって、自動で行うことができ、ヒューマンエラーも防止できる。
Thus, since this coating apparatus 1 does not need to touch the die | dye 7 and the back roll 3 or the elongate film F for the initial setting of a coating gap, it can also make dirt adhere to the die | dye 7 and the back roll 3. Absent. Further, such initial setting can be automatically performed by the
尚、本塗工装置1において、ダイ7とバックロール3との隙間を均一にできることが重要である。なぜなら、所望の塗膜を実現できる塗工ギャップの値は、フィルムや塗料の状態および温度や湿度などの環境によって変化するため、実際に塗工しながら、塗工ギャップを微調整することが要求されるからである。つまり、最初に、ダイ7とバックロール3との隙間をその両端において等しく設定し、以降の操作では、両側のサーボモータ8の送り量により、適正な塗工ギャップを確保することで、塗膜の厚みの幅方向のばらつきを防止する。
In the present coating apparatus 1, it is important that the gap between the
塗工幅が大きい場合等には、バックロール3とダイ7との間の塗工ギャップを、例えば中央部において測定するさらなる測定手段8を設けてもよい。その場合、ダイ7の中央部をバックロール3に向かって突出または後退するように変形させるねじ送り機構等を設けることで、ダイを変形させて調節できるようにすれば、塗工ギャップの均一性をさらに向上させられる。
For example, when the coating width is large, a further measuring means 8 for measuring the coating gap between the back roll 3 and the
1…塗工装置
2…ベース
3…バックロール
4…レール
5…スライダ
6…フレーム
7…ダイ
8…測定手段
9…サーボモータ
10…ボールねじ
11…投光器
12…受光器
13…支柱
14…支持腕
15…シリンダ
16…制御装置
F…長尺フィルム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (2)
前記バックロールに対向し、前記長尺フィルムの表面に塗料を吐出するダイと、
前記バックロールと前記ダイとの隙間を測定する少なくとも2つの測定手段とを有し、
前記測定手段は、
前記バックロールの前記ダイが対向する位置に、前記バックロールの回転軸に直角な平面内に延伸する帯状のレーザ光を、少なくとも当該レーザ光の一方の側縁が前記バックロールに遮光されるように、前記バックロールの接線方向に投光する投光器と、
前記投光器が投光した前記レーザ光を、前記バックロールの前記接線方向反対側において受光し、受光した前記レーザ光の幅を検出する受光器とを備え、
前記測定手段は、前記バックロールの両端近傍に、それぞれ前記バックロールの回転軸方向に移動可能に配設されていることを特徴とする塗工装置。 A back roll that supports the back side of the continuous long film,
A die that opposes the back roll and discharges paint onto the surface of the long film;
Having at least two measuring means for measuring a gap between the back roll and the die;
The measuring means includes
A belt-shaped laser beam extending in a plane perpendicular to the rotation axis of the back roll is shielded by the back roll at a position where the die of the back roll is opposed to at least one side edge of the laser light. And a projector that projects light in the tangential direction of the back roll,
Receiving the laser beam projected by the projector on the opposite side of the back roll in the tangential direction, and detecting a width of the received laser beam ,
The measuring device is disposed near both ends of the back roll so as to be movable in the direction of the rotation axis of the back roll .
前記バックロールの両端近傍に、それぞれ前記バックロールの回転軸方向に移動可能に配設された測定手段の投光器から、前記バックロールの前記ダイが対向する位置に、前記バックロールの回転軸に直角な平面内に延伸する帯状のレーザ光を、少なくとも当該レーザ光の一方の側縁が前記バックロールに遮光されるように、前記バックロールの接線方向に投光し、
前記レーザ光を、前記バックロールの前記接線方向反対側において、前記測定手段に設けられた複数の受光素子を配列してなる受光器で受光し、
前記レーザ光を受光した素子の数から、前記塗工ギャップを算出することを特徴とする方法。 A back roll that supports the back surface of a continuous long film or the long film supported by the back roll; and a die that faces the back roll and discharges paint onto the surface of the long film. A method for measuring the coating gap between
From the projector of the measuring means arranged so as to be movable in the direction of the rotation axis of the back roll, in the vicinity of both ends of the back roll, at a position perpendicular to the rotation axis of the back roll at a position where the die of the back roll faces. Projecting in a tangential direction of the back roll so that at least one side edge of the laser light is shielded by the back roll;
The laser beam is received by a light receiver in which a plurality of light receiving elements provided in the measuring means are arranged on the opposite side of the back roll in the tangential direction,
The coating gap is calculated from the number of elements that have received the laser light.
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