專利名稱：滾壓模具和采用該滾壓模具制造涂布桿的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及滾壓模具和采用該滾壓模具制造涂布桿的方法，特別地，涉及一種制造涂布桿的方法，該涂布桿用于將各種液態(tài)物質(涂布液)涂布或施加在諸如連續(xù)行進的薄金屬板、紙張、薄膜之類的片狀或帶狀支撐件(以下稱為薄片(web))上并在涂布之后使液態(tài)物質平滑。
背景技術：
已知各種涂布設備用于將各種涂布液涂布在諸如薄金屬板、紙張或塑料薄膜之類的薄片上，各種涂布設備包括輥涂布機、氣刀涂布機、采用模具的涂布機和桿式涂布機。在這些涂布設備中，桿式涂布機為一種簡單的涂布設備并且可以將多種涂布液涂布在各種薄片上，因此已經被廣泛使用。桿式涂布機可以被分類成采用涂布桿(也稱為棒) 將涂布在薄片上的多余的涂布液刮掉的類型和同時進行到薄片上的涂布和用一個涂布桿調整涂布液的量的類型。在任一種類型的桿式涂布機中，多個凹槽沿圓周方向形成在涂布桿的表面中。通過調整這些凹槽的深度和寬度，調整將被涂布到薄片上的涂布液的量和將被刮掉的涂布液的量。作為在涂布桿的表面上形成凹槽的方法，通過滾壓(rolling)形成凹槽是已知的。在該方法中，桿材插入具有上面形成有凹槽的兩個滾壓模具之間，并且在這兩個滾壓模具旋轉的同時桿材沿軸向方向向前移動，從而在桿材的表面上形成凹槽。作為通過這些滾壓模具在桿材的表面上形成凹槽的方法，已經披露了 "涂布桿及其制造方法"(日本專利No. 4460257)。作為這些滾壓模具，已經披露了 "滾壓模具"(日本實用新型申請公開No. 5-88733)。在日本專利No. 4460257中披露的"涂布桿及其制造方法"中，通過在滾壓之后拋光涂布桿的表面(凸起部分)，凸起部分的沿軸向方向的垂直剖面之間的相同度(overlap)等于或高于99.5%。由此，當形成在桿材的表面上的凹槽的深度由于滾壓不規(guī)則性而不均勻時，能夠解決最高部分局部接觸薄片而產生劃痕的問題。在日本實用新型申請公開No.5-88733中披露的"滾壓模具"中，退出部具有等于或大于0° 30'和小于2°的退出角(relief angle)。由此，可以抑制球狀凹槽形狀的變形和精度降低。

發(fā)明內容
然而，在日本專利No. 4460257中披露的方法中，在滾壓之后拋光凸起部分，而沒有考慮凹部的形狀。因此，通過拋光改變了凹槽的截面積，可能導致涂布不規(guī)則性。在這里，涂布不規(guī)則性是由于涂布量的局部差異在涂布表面上引起的密度不規(guī)則性。同樣，日本實用新型申請公開No. 5-88733中披露的滾壓模具中，注意力集中在每個球狀凹槽上，并且可以實現(xiàn)抑制球狀凹槽的有效直徑的不規(guī)則性的效果。然而，不能抑制桿材的表面上形成的凹槽的深度的不均勻性。為此原因，如果使用這些滾壓模具，則凹槽的最高部分局部地接觸薄片，從而不利地引起劃痕。而且，通常，與日本實用新型申請公開No. 5-88733的滾珠螺桿相比，形成在涂布桿上的表面上的凹槽的大小(深度)為0.001mm至0. 1mm，該深度極其小。為此，滾壓不規(guī)則性對凹槽形狀的精確度的影響相對大，并且因此必須更加嚴格地抑制滾壓不規(guī)則性。已經考慮到這些情況作出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目標是提供一種制造能夠消除薄片上的劃痕和涂布不規(guī)則性的涂布桿的方法。根據本發(fā)明的一個方面的制造涂布桿的方法的主要特征在于包括下述步驟制備桿材；布置成對滾壓模具，每個滾壓模具具有形成在外周面上的多個凸起形狀，每個滾壓模具從桿材進入側到桿材排出側具有導入部、平行部和退出部，并具有由形成退出部的表面和平行部的表面形成的0.01°至0.45°的退出角，滾壓模具布置成平行部彼此面對；從導入部側將桿材插入夾在所述成對滾壓模具之間的空間中；以及，通過成對滾壓模具在旋轉的同時對位于所述成對滾壓模具之間的桿材進行擠壓而在桿材的表面上執(zhí)行滾壓加工，將桿材推進至退出部側。 由此，可以制造能夠減少劃痕和涂布不規(guī)則性的涂布桿。根據本發(fā)明的另一個方面的滾壓模具的主要特征在于，該滾壓模具從桿材進入側到桿材排出側包括導入部、平行部和退出部，平行部具有柱狀形狀，導入部具有帶有外徑的平截頭體形狀，該外徑從末端向連接至平行部的部分逐漸增加直至具有平行部的外徑，退出部具有圓錐體形狀，該圓錐體具有從末端向連接至平行部的部分從平行部的外徑開始逐漸減小的外徑，并且由形成退出部的表面和平行部的表面形成的退出角為0.01°至0. 45°。由此，通過使用這些滾壓模具，可以制造能夠減少劃痕和涂布不規(guī)則性的涂布桿。根據本發(fā)明，可以制造能夠防止或抑制薄片上的劃痕和涂布不規(guī)則性的涂布桿。


圖I為包括涂布桿的桿式涂布機的示意圖；圖2為部分地示出涂布桿的透視圖；圖3為桿材的透視圖；圖4為成對滾壓模具的示意圖；圖5為滾壓加工設備的平面圖；圖6為拋光設備的截面圖；以及圖7為涂布桿的外周面的放大視圖。
具體實施例以下根據附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。雖然以下基于優(yōu)選實施例描述本發(fā)明，但在不偏離本發(fā)明的范圍的條件下可以采用多種技術進行修改，并且還可以采用除本實施例之外的其它實施例。因此，本發(fā)明的范圍內的所有修改被包括在權利要求中。同樣，在說明書中，采用“至(to)"的數值范圍是指包括“至"前、后的數值。圖I示出了包括涂布桿的桿式涂布機。桿式涂布機10包括涂布桿12、可旋轉地支撐涂布桿12 (以下也可以將其簡稱為桿)的桿支撐臺13、和鄰近桿支撐臺13的門構件16。涂布液15供給至由桿支撐臺13和門構件16形成的涂布液供給通道17。當與正在行進的薄片11接觸時，涂布桿12沿薄片11的寬度方向設置。在桿式涂布機10中，一個涂布桿12將涂布液供給至薄片11以及調整涂布液的量。涂布桿12可以沿與薄片行進方向相同的方向旋轉，處于靜止狀態(tài)，或者可以沿與薄片行進方向相反的方向旋轉。接下來描述采用桿式涂布機10的涂布方法。在連續(xù)行進的薄片11和涂布桿12之間的接觸部處，形成有涂布液15的存儲部(bank) 18。隨著涂布桿12的旋轉，存儲部18中的涂布液15被測量并被施加或涂布到薄片11上。圖2為涂布桿的示意性結構視圖。如圖2所示，涂布桿12由柱狀桿材20構造而成。桿材20由諸如SUS (Steel Use Stainless，不銹鋼)制成。沿桿材20的周面上的圓周方向，大致在桿材20的整個長度范圍內形成凹槽(凹部)21。形成凹槽21處的寬度大于涂布寬度W。采用每個凹槽(凹部)21的深度、寬度和間距調整涂布液的量。至于凹槽的形狀，凹槽具有在0. OOlmm至0. Imm范圍內的深度(每個凸起部和每個凹部之間的高度差)和在0. Imm至0. 5mm范圍內的凹部和凸起部之間的間距(凹部的中心和凸起部的中心 之間沿桿軸向方向的距離)。接下來，描述制造涂布桿的方法。如圖3所示，制備用于構造涂布桿的桿材20。桿材20例如由SUS構成并具有為3mm至70mm的外徑(R)的柱狀形狀。圖4為用于在桿材上形成凹槽的成對滾壓模具的示意性結構視圖。第一滾壓模具120和第二滾壓模具130中每一個都具有大致柱狀形狀，并且分別以主軸線122和132為旋轉中心進行旋轉。第一滾壓模具120和第二滾壓模具130大致具有相同的尺寸。第一滾壓模具120和第二滾壓模具130中的每一個沿主軸向方向具有大致IOmm至500mm的長度。在這里，滾壓模具可以簡稱為模具。為了在桿材上形成凹槽，第一滾壓模具120和第二滾壓模具130中的每一個具有帶有與凹槽形狀相反的多個凸起的外周面。從桿材的進入側向排出側，第一滾壓模具120和第二滾壓模具130分別具有導入部(chamfer part) 120a和130a、平行部120b和130b、以及退出部(relief part) 120c 和 130c。在導入部120a和130a中，從每個末端向著平行部120b和130b分別設置有預定倒角(chamfer angle) a I和a 2。由此,每個滾壓模具的外徑逐漸增加,直到最終分別等于平行部120b和130b的、位于導入部120a和130a與平行部120b和130b之間的連接部處的外徑。在平行部120b和130b中，滾壓模具的外徑基本上彼此相等。在退出部120c和130c中，設置分別從平行部120b和130b向著每個末端的預定退出角(reliefangle) ￠1和^ 2。由此，每個滾壓模具的外徑從平行部120b和130b中的每一個的相同外徑逐漸減小。倒角a I指由導入部UOa的表面和從平行部120b延伸的平面形成的角。倒角a 2指由導入部130a的表面和從平行部130b延伸的平面形成的角。退出角P I指由退出部120c的表面和從平行部120b延伸的表面形成的角。退出角P 2指由退出部130c的表面和從平行部130b延伸的表面形成的角。導入部120a和130a以及退出部120c和130c中的每一個具有例如5mm至30_的長度。倒角a I和a 2優(yōu)選等于或小于1°，更優(yōu)選等于或小于0.5°。倒角a I和倒角a 2優(yōu)選彼此相等。退出角P I和退出角￠2優(yōu)選為0.01°至0.45°，更優(yōu)選為0.01°至0.1°。退出角P I和退出角￠2優(yōu)選彼此相等。滾壓模具的導入部、平行部和退出部的長度根據需要恰當地設置。桿材從導入部120a和130a側插入第一滾壓模具120和第二滾壓模具130之間的空間。第一滾壓模具120和第二滾壓模具130在旋轉時對位于其間的桿材進行擠壓，并將形成在第一滾壓模具120和第二滾壓模具130上的形狀(該形狀稱為模具表面形狀)轉移到桿材的表面上。在這里，將被轉移到桿材的表面上的形狀是帶有其凹部和相反的凸起的模具表面形狀。當在其表面上經受滾壓加工時，桿材沿桿材的軸向方向從導入部120a和130a側向前前進至退出部120c和130c側。作為本發(fā)明研究滾壓不規(guī)則性的進一步研究的結果，已經確定，滾壓模具的直徑和滾壓模具的平行部的長度作為抑制滾壓不規(guī)則性的因子是有效的。在退出角￠1和3 2處于0.01°至0.45°的范圍內的情況下，當滾壓模具120和130具有直徑D并且滾 壓模具120和130的平行部120b和130b具有長度L時，已經確定直徑D優(yōu)選較小且平行部長度L優(yōu)選較大。滾壓模具的直徑D優(yōu)選在60mm彡D彡180mm的范圍內，更優(yōu)選在60mm彡D彡150mm的范圍內。滾壓模具的平行部長度L優(yōu)選在6mm彡L彡50mm的范圍內，更優(yōu)選在IOmm ^ L ^ 50mm的范圍內。圖5為滾壓(rolling)加工設備的平面圖。滾壓加工設備包括用于對夾在其間的桿材進行擠壓以用于滾壓加工的第一滾壓模具120和第二滾壓模具130以及用于支撐桿材的基座140。為了調整對桿材20進行擠壓的壓力，調整第一滾壓模具120和第二滾壓模具130a之間的距離(間距)X以及第一滾壓模具120和第二滾壓模具130中的每一個的主軸線和桿材20的中心軸線22之間沿高度方向的距離(間距)Y。同樣，由主軸線122和132形成的角度優(yōu)選為0° (主軸線122和132彼此平行)，但是可以進行調整以便這些軸線形成(除0°之外的)角度。在本實施例中，通過調整距離X，調整將成對滾壓模具120和130推入桿材中的量(滾壓壓力)。通過調整距離Y，調整加工高度。在這里，加工高度是指相對于滾壓模具120和130的主軸線122和132沿垂直方向的加工位置。在這里，由于滾壓加工伴隨著塑性形變，因此桿在滾壓前后的外形改變。也就是說，平行部上經歷塑性形變的材料被推向退出部120c和130c。在這里，如果滾壓模具120和130本身具有沿圓周方向的直徑波動和安裝精確度的變化，則桿變成波形形狀，并且其幅度根據滾壓模具120和130的退出角P I和P 2改變。由于難以完全消除滾壓模具120和130的振動，從根本上解決滾壓不規(guī)則性是極其困難的。然而，通過最小化退出角以將滾壓不規(guī)則性的幅度抑制到最小，則可以將滾壓之后的拋光加工減到最少以防止劃痕。同樣，可以使每個凹槽的截面積的變化達到預定范圍，從而獲得良好的表面狀態(tài)。經歷滾壓加工的涂布桿的表面由拋光設備拋光。此時，重要的是在凹槽在拋光后的截面積不變的范圍內進行拋光。同樣，在滾壓之后和拋光表面之前可以進行諸如電鍍之類的表面處理加工。電鍍指通過化學汽相沉積、濺射、離子電鍍法或其它方法進行的鍍鉻、鍍鎳和其它復合金屬電鍍，或者類金剛石炭加工(diamond like carbon process)等。
圖6為拋光設備的截面圖。拋光設備包括拋光部31，該拋光部31包括用于保持涂布桿12以從垂直方向插入涂布桿12的多個磨具(Iapper) 35、保持這些磨具35的保持基座36、將研磨劑37供給至磨具35和涂布桿12之間的接觸表面的研磨劑供給部38。每個磨具35沿垂直方向分成兩部分，由上磨具體35a和下磨具體35b構成。多個磨具35沿涂布桿12的軸向方向對齊并設置在保持基座36中。在磨具體35a和35b中形成拋光表面40，其由具有近似等于涂布桿12的直徑的直徑的內周面構成。每個磨具35沿桿軸向方向具有例如80mm的長度，并且對齊地設置例如25個這種磨具35。磨具35的數量根據涂布桿12的涂布寬度或凸起區(qū)域沿桿軸向方向的長度確定。上磨具體35a由上支撐基座36a保持。上磨具體35a通過其自身的重量壓向涂布桿12。下磨具體35b由下支撐基座36b保持。除了鑄鐵和銅合金之外，磨具35還可以 由諸如樹脂復合物之類的材料制成。為了將研磨劑37供給到磨具35的拋光表面40，研磨劑供給部38具有供給管41和泵42。來自研磨劑供料箱43的研磨劑37供給至磨具35的拋光表面40。所使用的研磨劑37的例子包括氧化鐵、氧化鋁和浮石。下面描述拋光方法。首先，涂布桿12設置到磨具35中的拋光表面40，隨后涂布桿12的一端由緊固件保持。接下來，研磨劑供給部38被驅動以將研磨劑(拋光劑)37供給至每個磨具35的拋光表面40。隨后，使涂布桿12在被旋轉時沿涂布桿12的軸向方向往復運動。由此，涂布桿12的凸部被拋光以近似變平。[示例]以下參照本發(fā)明的具體示例更詳細地描述本發(fā)明。然而，這些并不意味著是限制性的。首先，制備具有IOmm的外徑和IOOOmm的長度且由SUS 304制成的柱狀形狀的桿材。通過使用具有不同退出角3的多個滾壓模具，通過執(zhí)行滾壓加工的滾壓加工設備在桿材上形成凹槽以制造桿。在滾壓加工中，所使用的第一滾壓模具的退出角和第二滾壓模具的退出角相同。在這里，作為滾壓加工的條件，以成對滾壓模具的平行部被設置成彼此平行的方式進行滾壓加工。而且，退出角P固定在0.45°，并且使用具有不同直徑D和平行部長度L的多個滾壓模具以通過執(zhí)行滾壓加工的滾壓加工設備在桿材上形成凹槽以制造桿。對于其上具有通過具有不同退出角P的滾壓模具形成的凹槽的桿，評估凸起部經受拋光加工之前的涂布表面狀態(tài)。對于其上具有通過具有不同直徑D和平行部長度L的所述多個滾壓模具形成的凹槽的桿，評估凸起部經受拋光加工之前的涂布表面狀態(tài)。作為涂布表面狀態(tài)的評估，進行滾壓不規(guī)則性和劃痕的評估。首先，描述滾壓不規(guī)則性的評估。圖7為涂布桿的外周面的放大視圖。首先，得到外周面上的凸起部的垂直于軸向方向的高度的最大值Z1和最大值Z2，隨后得到最大值Z1和最大值4之間的差z12。類似地，得到外周面上的凹部的垂直于軸向方向的高度的最大值Z3和最大值z4，隨后得到最大值Z3和最大值Z3之間的差Z34。將差Z12和差Z34中的較大的任一個作為滾壓不規(guī)則性Z(Pm)。參考線例如通過放在表面板上而被設置。在該情況中，Z4=O。
注意到，通過以類似的方式進行測量得到拋光之后的滾壓不規(guī)則性。然而，為了區(qū)分拋光之前的滾壓不規(guī)則性，拋光之后的滾壓不規(guī)則性稱為滾壓不規(guī)則性Y ( y m)。在劃痕的評估中，在對涂布薄膜的表面進行肉眼檢查之后，剝去涂布薄膜，并且隨后進行板上是否存在劃痕的肉眼檢查。在涂布薄膜和板上都不存在劃痕的情況由A(最好)標記，在板上存在劃痕但在涂布薄膜上不存在劃痕的情況由B(好)標記，在涂布薄膜和板上都存在劃痕的情況由C(差)標記。在涂布不規(guī)則性的評估中，肉眼檢查剛剛涂布之后的表面和剛剛干燥結束之后的表面。剛剛涂布之后和剛剛干燥結束之后的表面都處于良好條件的情況由A(最好)標記，剛剛涂布之后觀察到不規(guī)則性和剛剛干燥結束之后的表面處于良好條件的情況由B(好)標記，剛剛涂布之后和剛剛干燥結束之后都出現(xiàn)不規(guī)則性的情況由C(差)標記。在這里，涂布不規(guī)則性是由涂布量的局部差異在涂布表面上引起的密度不規(guī)則性。評估結果在表I中示出。
權利要求
1.一種制造涂布桿的方法，包括下述步驟 制備桿材； 布置成對滾壓模具，每個滾壓模具具有形成在外周面上的多個凸起形狀，每個滾壓模具從桿材進入側向桿材排出側具有導入部、平行部和退出部，并具有由形成退出部的表面和平行部的表面形成的O. 01°至O. 45°的退出角，所述成對滾壓模具布置成平行部彼此面對； 從導入部側將桿材插入夾在所述成對滾壓模具之間的空間中；以及 通過成對滾壓模具在旋轉的同時對位于所述成對滾壓模具之間的桿材進行擠壓而在桿材的表面上執(zhí)行滾壓加工，將桿材推進至退出部側。
2.根據權利要求I所述的制造涂布桿的方法，進ー步包括在滾壓加工之后拋光桿材的表面的步驟。
3.根據權利要求I所述的制造涂布桿的方法，其中，在滾壓加工中，桿材由基座支撐。
4.根據權利要求2所述的制造涂布桿的方法，其中，在滾壓加工中，桿材由基座支撐。
5.根據權利要求I所述的制造涂布桿的方法，其中，調整所述成對滾壓模具之間的距離以及每個滾壓模具的主軸線和所述桿材的中心軸線之間沿高度方向的間距。
6.根據權利要求2所述的制造涂布桿的方法，其中，調整所述成對滾壓模具之間的距離以及每個滾壓模具的主軸線和所述桿材的中心軸線之間沿高度方向的間距。
7.根據權利要求3所述的制造涂布桿的方法，其中，調整所述成對滾壓模具之間的距離以及每個滾壓模具的主軸線和所述桿材的中心軸線之間沿高度方向的間距。
8.根據權利要求4所述的制造涂布桿的方法，其中，調整所述成對滾壓模具之間的距離以及每個滾壓模具的主軸線和所述桿材的中心軸線之間沿高度方向的間距。
9.根據權利要求I所述的制造涂布桿的方法，其中，每個滾壓模具的平行部具有直徑D,該直徑D滿足60_彡D彡180mm。
10.根據權利要求2所述的制造涂布桿的方法，其中，每個滾壓模具的平行部具有直徑D,該直徑D滿足60_彡D彡180mm。
11.根據權利要求3所述的制造涂布桿的方法，其中，每個滾壓模具的平行部具有直徑D,該直徑D滿足60_彡D彡180mm。
12.根據權利要求4所述的制造涂布桿的方法，其中，每個滾壓模具的平行部具有直徑D,該直徑D滿足60_彡D彡180mm。
13.根據權利要求5所述的制造涂布桿的方法，其中，每個滾壓模具的平行部具有直徑D,該直徑D滿足60_彡D彡180mm。
14.根據權利要求6所述的制造涂布桿的方法，其中，每個滾壓模具的平行部具有直徑D,該直徑D滿足60_彡D彡180mm。
15.根據權利要求7所述的制造涂布桿的方法，其中，每個滾壓模具的平行部具有直徑D,該直徑D滿足60_彡D彡180mm。
16.根據權利要求8所述的制造涂布桿的方法，其中，每個滾壓模具的平行部具有直徑D,該直徑D滿足60_彡D彡180mm。
17.根據權利要求1-16中任一項所述的制造涂布桿的方法，其中，每個滾壓模具的平行部具有長度L，該長度L滿足6mm < L < 50mm。
18.一種用于通過在桿材上執(zhí)行滾壓加工制造涂布桿的滾壓模具， 該滾壓模具從桿材進入側向桿材排出側包括導入部、平行部和退出部， 所述平行部具有柱狀形狀， 所述導入部具有平截頭體形狀，該平截頭體的外徑從末端向連接至平行部的部分逐漸増加直至具有平行部的外徑， 所述退出部具有圓錐體形狀，該圓錐體的外徑從末端向連接至平行部的部分從平行部的外徑開始逐漸減小，并且 由形成退出部的表面和平行部的表面形成的退出角為O. 01°至O. 45°。
19.根據權利要求18所述的滾壓模具，其中滾壓模具的平行部具有直徑D，該直徑D滿足 60mm < D < 180mm。
20.根據權利要求18或19所述的滾壓模具，其中所述滾壓模具的平行部具有長度L，該長度L滿足6_ ^ L ^ 50_。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制造能夠消除薄片上的劃痕和涂布不規(guī)則性的涂布桿的方法。該方法包括下述步驟制備桿材；布置成對滾壓模具，每個滾壓模具具有形成在外周面上的多個凸起形狀，每個滾壓模具具有從桿材進入側到桿材排出側的導入部、平行部和退出部，并具有由形成退出部的表面和平行部的表面形成的0.01°至0.45°的退出角，成對滾壓模具布置成平行部彼此面對；從導入部側將桿材插入夾在所述成對滾壓模具之間的空間中；以及通過成對滾壓模具在旋轉的同時對位于所述成對滾壓模具之間的桿材進行擠壓而在桿材的表面上執(zhí)行滾壓加工，將桿材推進至退出部側。
文檔編號B21D13/04GK102672020SQ20121006694
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月14日 優(yōu)先權日2011年3月14日
發(fā)明者大井佑記, 大島篤, 曾根信幸 申請人:富士膠片株式會社