(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属箔帯を通板するデフレクタロールと、
前記金属箔帯に張力を与えながらコイルに巻き取るテンションリールと、
該テンションリールと前記デフレクタロールの間に配設した少なくとも２本のしわ防止ロールと、
を有する金属箔帯の巻き取り装置であって、
前記しわ防止ロールのうち、テンションリール直近のしわ防止ロールのロール形状を凸形状としたことを特徴とする金属箔帯の巻き取り装置。
【請求項２】
金属箔帯をデフレクタロールで通板し、テンションリールで張力を与えながらコイルに巻き取るに際し、
該テンションリールと前記デフレクタロールの間に、少なくとも２本のしわ防止ロールを配設するとともに、
前記しわ防止ロールのうち、テンションリール直近のしわ防止ロールのロール形状を凸形状として金属箔帯の巻き取りを行うことを特徴とする金属箔帯の巻き取り方法。
【請求項３】
金属箔帯を通板するデフレクタロールと、
前記金属箔帯に張力を与えながらコイルに巻き取るテンションリールと、
該テンションリールと前記デフレクタロールの間に配設した少なくとも２本のしわ防止ロールと、
を有し、金属箔帯をコイルに巻き取る金属箔帯の巻き取り装置であって、
前記しわ防止ロールのうち、テンションリール直近のしわ防止ロールのロール形状を平坦形状とし、該平坦形状としたしわ防止ロールよりも上流側のしわ防止ロールのロール形状を凹形状とすることを特徴とする金属箔帯の巻き取り装置。
【請求項４】
金属箔帯をデフレクタロールで通板し、テンションリールで張力を与えながらコイルに巻き取るに際し、
該テンションリールと前記デフレクタロールの間に、少なくとも２本のしわ防止ロールを配設するとともに、
前記しわ防止ロールのうち、テンションリール直近のしわ防止ロールのロール形状を平坦形状とし、該平坦形状としたしわ防止ロールよりも上流側のしわ防止ロールのロール形状を凹形状として金属箔帯の巻き取りを行うことを特徴とする金属箔帯の巻き取り方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧延後に、張力の付与された状態で金属箔帯をコイルに巻き取る際に適用される金属箔帯の巻き取り装置および方法に関し、金属箔帯幅方向の座屈によって生じる筋状のたて波と、これに起因して生じるしわ（折れ込み疵）を発生させることなく巻き取ることを可能とする金属箔帯の巻き取り装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
板厚が、例えば０．３ｍｍ  以下の極薄材のことを業界では箔というが、金属箔帯の圧延では、通常、図６に示すようなゼンジミアミル等のリバース式圧延機が用いられる。
図６において、ペイオフリール３から払い出された金属箔帯は、張力が付与された状態で、デフレクタロール２を経て圧延ロール１で圧延され、圧延ロール１を挟んで反対側のデフレクタロール２を経てテンションリール３でコイルに巻き取られる。そして、１コイル分の圧延が完了したら、今度は逆方向に向きを変え、同様の圧延を施す。ペイオフリールとテンションリールは、図中左右が入れ替わる。そして、このようなリバース圧延を繰り返し、順次板厚を薄くしていき、所望の製品板厚の金属箔帯を製造する。
【０００３】
図６に示すゼンジミアミル圧延ラインでは、ゼンジミアミル１で圧延された金属箔帯Ｓを張力の付与された状態でテンションリール３によってコイルに巻き取る際に、デフレクタロール２とテンションリール３の間にある金属箔帯Ｓの非拘束部分において、図４に示すような長手方向にのびる筋状の波、いわゆるたて波６が生じるという問題があり、また、このたて波に起因して、デフレクタロールやテンションリールとの接触点で折れ込みが生じ、図５に示すようなしわ７が発生するという問題があった。なお、このしわ７のことを折れ込み疵という場合もある。
【０００４】
このたて波６は、金属箔帯Ｓの幅方向の座屈に起因して生じることがすでに解明されており、このたて波を抑制するには、デフレクタロール２とテンションリール３の間等にしわ防止ロール（しわ伸ばしロール）を適用することが有効であることが知られている。
例えば、特公平７−８７９２７  号公報には、テンションリールとデフレクタロールの間、および／または、圧延ロールとデフレクタロールの間、に、それぞれ単体でしわ伸ばしロールを設置することが開示されている。
【０００５】
また、特許第２８４３１６５  号公報には、中央から幅（胴長）端部に行くに従って径が大きくなる凹形状であって、その凹状のロール形状を特殊なｓｉｎ  関数によって規定したしわ防止ロールと、そのしわ防止ロールの単体での使用方法が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特公平７−８７９２７  号公報に開示のように、しわ発生の原因であるたて波が発生する部分だけにしわ防止ロールを設置したとしても、そのしわ防止ロールが金属箔帯に接触している箇所近傍のわずかな範囲でのたて波防止効果しか得られず、広い範囲でのしわ発生を防止することができないという問題があった。
【０００７】
また、特許第２８４３１６５  号公報で開示のように、凹形状のしわ防止ロールを単体で用いた場合、実はひとたび何かの拍子でたて波が発生したときに、そのたて波がしわ防止ロール幅方向中央の凹部分に集まって折れ込み、かえってしわが発生しやすいという問題があった。
すなわち、しわ防止ロールのロール形状を凹形状としてテンションリールとデフレクタロールの間に単体で配設することで、たて波の発生を多少なりとも抑制する効果は認められるものの、しわ防止ロールと金属箔帯との接触面において金属箔帯は幅方向端部で集中的に拘束される結果、金属箔帯がしわ防止ロールの凹状の幅方向形状にならって幅方向中央部に集められる力が作用し、ひとたび、わずかなたて波が生じただけで、通板中の金属箔帯の幅中央部分に折れ込みが生じ、かえってしわが発生しやすくなるという問題があった。ひどい場合には、しわ防止ロールと金属箔帯との接触部ですでに折れ込みが発生し、しわになって、そのままテンションリールに巻き取られることもあった。
【０００８】
しわ、すなわち、折れ込み疵は、製品である金属箔帯の品質上の重大な欠陥である。また、しわの発生によって、その都度ラインを停止させ、しわのない状態になるようテンションリールを往復動作させて張力を調整後、ラインを再度操業開始する、というようにする結果、ラインの生産性が著しく低下することも大きな問題となっていた。
【０００９】
本発明は、金属箔帯の巻き取り時に発生する筋状のたて波、および、このたて波に起因して発生する折れ込み疵を解消し、金属箔帯の品質向上と生産性の向上を図ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、張力がかかった金属箔帯を巻き取る際の筋状のたて波の発生挙動について鋭意調査を行った。その結果、金属箔帯の幅中央部に大きな張力がかかる際にたて波が発生しやすくなるという知見を得たことから、本発明に想到したのである。
【００１１】
このたて波発生は、力学的には以下のように説明することができる。
張力が付与されて通板している金属箔帯には、その長手方向の弾性歪みとさらにそれにポアソン比を乗じた値に相当する幅方向の弾性歪みが生じている。ここで、金属箔帯の幅端部よりも幅中央部の張力が大きいと、幅端部よりも大きな弾性歪みが幅中央部に生じて圧縮応力が作用する。金属箔帯はその幅に対して厚さが著しく薄いため、この圧縮応力によって幅方向に座屈現象が生じ、図４に示すたて波６が発生するのである。
【００１２】
また、このように金属箔帯の幅中央部の張力が大きくなるのは、金属箔帯をコイルに巻き取る際のコイルの巻き形状の影響が大きいと考えられる。金属箔帯の幅方向厚さ分布がコイル状に巻き重ねることにより累積し定まるコイルの幅方向厚み分布、すなわち、コイル巻き形状がたて波発生の直接の原因であると考えられるのである。
【００１３】
さらに詳しく述べると、一般に被圧延材の幅方向厚み分布は、図７に示すように圧延反力によるワークロールの幅方向（胴長方向）たわみのため、幅中央部が厚くなる。そのような被圧延材をコイルに巻き取ったときのコイルの巻き形状は図８に示すように幅中央部が盛り上がった凸形状になる（ただし、図７、図８は誇張して描いている。）。そのため、コイル巻き取り時には、コイルの凸部すなわち大径部で巻かれる被圧延材幅中央部の張力が大きくなると考えられるのである。
【００１４】
以上で説明したように、たて波発生の原因となる金属箔帯幅方向の張力分布は、テンションリールで巻き取るコイルの巻き形状に影響される。そのため、テンションリールとデフレクタロールの間に単体でしわ防止ロールを配設した場合、配設したしわ防止ロールとデフレクタロール間のたて波を解消することは比較的容易であるが、しわ防止ロールとテンションリール間でのたて波を完全になくすことは極めて困難である。そのため、しわ防止ロールとテンションリール間では、しわ、すなわち、折れ込み疵が発生することになる。
【００１５】
本発明は、本発明者らが初めて見いだした上記知見に基づいて想到した。
すなわち、本発明は、金属箔帯を通板するデフレクタロールと、前記金属箔帯に張力を与えながらコイルに巻き取るテンションリールと、該テンションリールと前記デフレクタロールの間に配設した少なくとも２本のしわ防止ロールと、を有する金属箔帯の巻き取り装置であって、前記しわ防止ロールのうち、テンションリール直近のしわ防止ロールのロール形状を凸形状としたことを特徴とする金属箔帯の巻き取り装置によって上記課題を解決した。
【００１６】
また、本発明は、金属箔帯をデフレクタロールで通板し、テンションリールで張力を与えながらコイルに巻き取るに際し、該テンションリールと前記デフレクタロールの間に、少なくとも２本のしわ防止ロールを配設するとともに、前記しわ防止ロールのうち、テンションリール直近のしわ防止ロールのロール形状を凸形状として金属箔帯の巻き取りを行うことを特徴とする金属箔帯の巻き取り方法によって上記課題を解決した。
【００１７】
さらに、本発明は、金属箔帯を通板するデフレクタロールと、前記金属箔帯に張力を与えながらコイルに巻き取るテンションリールと、該テンションリールと前記デフレクタロールの間に配設した少なくとも２本のしわ防止ロールと、を有し、金属箔帯をコイルに巻き取る金属箔帯の巻き取り装置であって、前記しわ防止ロールのうち、テンションリール直近のしわ防止ロールのロール形状を平坦形状とし、該平坦形状としたしわ防止ロールよりも上流側のしわ防止ロールのロール形状を凹形状とすることを特徴とする金属箔帯の巻き取り装置によって上記課題を解決した。
【００１８】
また、本発明は、金属箔帯をデフレクタロールで通板し、テンションリールで張力を与えながらコイルに巻き取るに際し、該テンションリールと前記デフレクタロールの間に、少なくとも２本のしわ防止ロールを配設するとともに、前記しわ防止ロールのうち、テンションリール直近のしわ防止ロールのロール形状を平坦形状とし、該平坦形状としたしわ防止ロールよりも上流側のしわ防止ロールのロール形状を凹形状として金属箔帯の巻き取りを行うことを特徴とする金属箔帯の巻き取り方法によって上記課題を解決した。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図を参照して説明する。
本発明は、図６において既に説明したリバース式の圧延ラインであるゼンジミアミル圧延ラインにおける金属箔帯Ｓの巻き取り装置および方法に特に好適に適用される。
【００２０】
図１は、図６で説明したゼンジミアミル圧延ラインに、本発明の特徴である複数のしわ防止ロールを適用した金属箔帯Ｓの巻き取り装置１０の構成例を示している。ここで、ゼンジミアミル圧延ラインはリバース式の圧延ラインであるため、巻き取り装置１０が、そのまま巻き戻し装置としても兼用される。
なお、本実施の形態では、リバース式の圧延ラインに本発明を適用した例を示しているが、本発明は、０．３ｍｍ  以下の薄い金属箔帯の巻き取りを対象とするものである限り、リバース式に限定するものではない。すなわち、本発明は、金属箔帯の巻き取り装置および方法に一般的に適用できるものである。
【００２１】
本発明の金属箔帯の巻き取り装置１０は、図１に示すように、デフレクタロール２と、テンションリール３の間に配設された少なくとも２本のしわ防止ロール４、５と、から構成される。
なお、図１では、２本のしわ防止ロール４、５のみを配設した例を示したが、本発明は、少なくとも２本のしわ防止ロールを配設することを特徴とするものであって、２本以上あれば、しわ防止ロールの配設本数を何ら制限するものではない。
【００２２】
次に、本発明のもう一つの特徴であるしわ防止ロールのロール形状について、好適な実施の形態を説明する。
本発明では、テンションリール３とデフレクタロール２の間に配設する少なくとも２本のしわ防止ロール４、５のロール形状を、以下のような形状とするものである。
▲１▼  少なくとも２本のしわ防止ロールのうち、テンションリール直近のしわ防止ロールのロール形状を図２に示すような凸形状のしわ防止ロール５ａとする。
【００２３】
すなわち、２本以上のしわ防止ロールを配設することで金属箔帯のたて波発生を低減するとともに、テンションリールに最も近い位置のしわ防止ロールに凸カーブを付与することで、ひとたび金属箔帯にたて波が発生してもたて波をロールの凸部で吸収して、折れ込んでしまうのを防止し、しわ、すなわち、折れ込み疵の発生を防止するものである。
▲２▼  少なくとも２本のしわ防止ロールのうち、テンションリール直近のしわ防止ロールのロール形状を平坦形状、すなわち、フラットとし、それよりも上流側のしわ防止ロールのロール形状をすべて図３に示すような凹形状のしわ防止ロール４ａとする。
【００２４】
すなわち、図９に示すように、コイルの巻き形状の影響で金属箔帯の幅中央部の張力が局部的に高くなろうとするところ、まず、凹形状のしわ防止ロールを配設することで金属箔帯の幅端部の張力が局部的に高くなるようにして前記の幅中央部の張力が局部的に大きくなろうとする作用を打ち消し、たて波の発生を抑制するとともに、次にテンションリール直近のしわ防止ロールのロール形状をフラットとすることで、できる限りコイルの巻き形状が平坦となるようにし、さらに巻きの直近でのたて波発生も防止して、しわ、すなわち、折れ込み疵の発生を防止するものである。
【００２５】
【実施例】
図１で説明したゼンジミアミルラインにおいて、幅９００ｍｍ  のステンレス鋼帯（ＳＵＳ４３０）を０．０４０ｍｍ  となるまで冷間圧延する操業を実施した。ここで、巻き取り装置としては、本発明例１と本発明例２の巻き取り装置を適用し、各々の操業を行った。また、比較のため、以下に説明する比較例での操業をあわせて実施した。
【００２６】
ここで、ゼンジミアミル圧延機のワークロール直径を５０ｍｍとし、バレル長を１４００ｍｍとした。また、圧延荷重は、金属箔帯の幅方向単位長さ当たり３ｋＮ／ｍｍとし、テンションリールでのテンションに基づく圧延張力として  ４００ＭＰａを付加した。
ここで、本発明例１としては、しわ防止ロールとして、図１に示す４、５の２本をテンションリール３とデフレクタロール２の間に配置し、しわ防止ロール４を直径１１０ｍｍ  の平坦なストレート形状とし、しわ防止ロール５には、幅中央部径１１０ｍｍ  、直径あたり０．８ｍｍ  の径差を持つ凸形状のカーブを付与し（図２参照）、操業を実施した。これをケース１とする。
【００２７】
次に、比較例として、テンションリールとデフレクタロールの間にストレート形状のしわ防止ロールを１本のみ配設した比較例１（これをケース２とする）、および、図１において、しわ防止ロール４を凸形状のロールとし、しわ防止ロール５を平坦なストレートロールとした比較例２（これをケース３とする）のそれぞれについて操業を実施した。
【００２８】
一方、本発明例２としては、しわ防止ロールとして、図１に示す４、５の２本をテンションリール３とデフレクタロール２の間に配置し、しわ防止ロール４は幅端部径１１０ｍｍ  、直径あたり０．８ｍｍ  の径差を持つ凹形状のカーブを付与し（図３参照）、しわ防止ロール５は直径１１０ｍｍ  の平坦なストレートロールとして操業を実施した。これをケース４とする。
【００２９】
また、比較例として、テンションリールとデフレクタロールの間に凹形状のしわ防止ロールを１本のみ配設した比較例３（これをケース５とする）、および、図１において、しわ防止ロール４、５を共に平坦なストレートロールとした比較例４（これをケース６とする）のそれぞれについて操業を実施した。
なお、各ケースでの他の操業条件は、すべて上記で説明した同一条件としている。
【００３０】
以上の各ケースで操業を行った結果を表１にまとめて示す。
【００３１】
【表１】
0003575409.tif 000002
【００３２】
表１は、たて波の発生と、しわ（折れ込み疵）の発生の各状況について示している。ここで、○はそれらの発生が抑制され、結果が良好なことを示している。△は中程度の発生が認められることを示している。一方、×はそれらの発生が多発し、製品が品質不良となったことを示している。
表１から明らかなように、ケース１（本発明例１）、ケース４（本発明例２）では、いずれのケースにおいても、たて波およびしわ（折れ込み疵）の発生がほとんどなく、良好に操業を行うことができた。
【００３３】
一方、ケース２、３（比較例１、２）の場合は、たて波を十分低減させることができず、しわ（折れ込み疵）が発生している。
次に、凹形状のしわ防止ロールを単体で適用したケース５（比較例３）では、たて波の発生そのものは軽度であるものの、しわ（折れ込み疵）が発生してしまった。また、２本のしわ防止ロールをストレートロールとしたケース６（比較例４）では、たて波としわ（折れ込み疵）が発生した。
【００３４】
以上の操業において、ケース２（比較例１）、３（比較例２）、５（比較例３）、６（比較例４）のいずれの場合も、しわ発生のため製品が品質不良となり圧延を中断せざるを得なくなった。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によって、圧延機出側でのコイル巻き取りなど、張力を付与した状態で通板する金属箔帯において、幅方向の座屈による筋状のたて波、および、このたて波に起因したしわ（折れ込み疵）を生じさせることなく、金属箔帯を巻き取ることができた。
【００３６】
その結果、製品の品質が向上でき、金属箔帯の生産性も向上することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金属箔帯の巻き取り装置を適用したゼンジミアミルラインの模式図である。
【図２】本発明の金属箔帯の巻き取り装置に適用する凸形状のしわ防止ロールの模式図である。
【図３】本発明の他の実施形態における金属箔帯の巻き取り装置に適用する凹形状のしわ防止ロールの模式図である。
【図４】金属箔帯に発生するたて波を模式的に示す斜視図である。
【図５】金属箔帯に発生する折れ込み疵を模式的に示す斜視図である。
【図６】従来のゼンジミアミルラインの模式図である。
【図７】圧延時の金属箔帯の幅方向厚み分布を示す図である。
【図８】コイルの巻き形状を示す図である。
【図９】本発明の作用を説明するための金属箔帯の張力分布のようすを模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１        ゼンジミアミル（リバース圧延機）
２        デフレクタロール
３        テンションリール（ペイオフリール）
４、５        しわ防止ロール
４ａ        （凹形状の）しわ防止ロール
５ａ    （凸形状の）しわ防止ロール
６        たて波
７    しわ（折れ込み疵）
８    圧延用ロール
９    コイル
１０    （本発明の）金属箔帯の巻き取り装置
Ｓ    金属箔帯
【図１】
0003575409.tif 000003
【図２】
0003575409.tif 000004
【図３】
0003575409.tif 000005
【図４】
0003575409.tif 000006
【図５】
0003575409.tif 000007
【図６】
0003575409.tif 000008
【図７】
0003575409.tif 000009
【図８】
0003575409.tif 000010
【図９】
0003575409.tif 000011