CN102049370A - 使用滚涂装置的涂刷方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种使用滚涂装置的涂刷方法，能够在截面的外周呈圆形的各种圆筒状物上形成均匀厚度的涂膜。该涂刷方法是使用滚涂装置(1)在截面的外周为圆形的被涂刷物(H)上涂刷涂料(P)，滚涂装置(1)包括：容纳涂料(P)的涂料盘(3)；施料辊(2)，其从所述涂料盘(3)直接或经由中间辊(10)使涂料(P)附着于外周面(2A)上、并且使附着于该外周面(2A)的涂料(P)附着于被涂刷物(H)进行涂刷。使施料辊(2)与被涂刷物(H)向相同方向旋转，并且将被涂刷物(H)的线速度(So)与施料辊(2)的线速度(Sa)之比(So/Sa)设为大于1.0。

Description

使用滚涂装置的涂刷方法

技术领域

本发明涉及一种使用了能够在截面的外周呈圆形的各种圆筒状物上，形成、涂刷均匀厚度的涂膜的滚涂装置的涂刷方法。

背景技术

例如，在复印机或打印机等中所使用的OA辊等圆筒状物的表面，通过各种涂刷来实施涂覆。这种辊例如需要以5～100μm的均匀的涂膜厚度来涂刷，外观和尺寸精度的要求非常高。为此，以往多采用使用了容易获得涂刷精度的喷雾装置的涂刷方法。

但是，在使用了喷雾装置的涂刷方法中，除了涂刷时的涂料容易向外部飞溅、涂料成本升高以外，还存在导致环境恶化的缺点。

另一方面，作为涂刷圆筒状物的方法，例如还提出了如下述专利文献中记载的那样的各种使用了滚涂装置r的涂刷方法。如图7(a)所示，以往的滚涂装置r包括：容纳涂料a1的涂料盘a、从该涂料盘a接收涂料a1并使之附着于外周面b1的施料辊b。使用了这样的滚涂装置r的涂刷方法是将施料辊b和被涂刷物d相隔规定的间隙g而平行地配置，一边使两者相互反向并且以相同的线速度旋转，一边进行涂刷。此后，当在被涂刷物d的全周涂刷上涂料a1后，就使被涂刷物d与施料辊b分开。

使用了这样的滚涂装置r的涂刷方法，具有能够防止像喷雾涂刷那样的涂料飞溅的优点。但是，由于施料辊b与被涂刷物d被相互反向地旋转，因此因涂料a1的表面张力等使该涂料a1无法顺畅地在施料辊b与被涂刷物d之间穿过等，因而在被涂刷物d与施料辊b最接近的接近部的上游侧，容易形成积存剩余涂料的涂料存积部k。由此，如图7(b)所示，在使被涂刷物d与施料辊b分开的被涂刷物d的涂刷结束位置e处，因剩余涂料而存在涂膜厚度t局部增大的倾向。也就是说，在使用了滚涂装置r的以往的涂刷方法中，与使用了喷雾装置的涂刷方法相比，则存在难以获得均匀的涂膜从而降低涂刷精度的问题。

专利文献1：日本特开2005-103482号公报

发明内容

本发明是鉴于如上所述的问题而提出的，其主要目的在于提供一种使用了滚涂装置的涂刷方法，该滚涂装置能够在截面的外周呈圆形的各种圆筒状物上形成、涂刷均匀厚度的涂膜。

本发明中的技术方案1所述的发明提供一种使用了滚涂装置的涂刷方法，使用滚涂装置在截面的外周为圆形的被涂刷物上涂刷涂料，其中滚涂装置包括：容纳涂料的涂料盘；施料辊，其从上述涂料盘直接或经由中间辊使上述涂料附着于外周面上、并且使附着于该外周面的涂料附着于被涂刷物，由此进行涂刷，该涂刷方法的特征在于，上述施料辊具备：涂布面部，其具有使上述外周面的涂料附着于上述被涂刷物的半径；非涂布面部，其具有不使涂料附着于上述被涂刷物的半径；阶梯部，其连接上述涂布面部与上述非涂布面部之间，用于排出剩余涂料，并且使上述施料辊与上述被涂刷物向相同方向旋转，并将上述被涂刷物的线速度So与上述施料辊的线速度Sa之比So/Sa设为大于1.0。

另外，技术方案2所述的发明是在技术方案1所述的使用了滚涂装置的涂刷方法的基础上，将上述线速比So/Sa设为2.0～4.0。

另外，技术方案3所述的发明是在技术方案1或2所述的使用了滚涂装置的涂刷方法的基础上，上述施料辊通过从上述涂布面部的圆周方向的一个端部起开始向被涂刷物附着涂料的同时，在该涂布面部的圆周方向的另一端部结束上述附着，由此遍布上述被涂刷物的全周进行1次涂刷。

另外，技术方案4所述的发明是在技术方案1至3中任意一项所述的使用了滚涂装置的涂刷方法的基础上，在上述施料辊的剖视图中，上述阶梯部包括从上述涂布面部的端部向半径方向内侧以直线状延伸的直线部。

另外，技术方案5所述的发明是在技术方案1至3中任意一项所述的使用了滚涂装置的涂刷方法的基础上，在上述施料辊的剖视图中，上述阶梯部包括在上述涂布面部侧的端部以圆滑的圆弧进行了倒角的倒角部。

另外，技术方案6所述的发明是在技术方案1至3中任意一项所述的使用了滚涂装置的涂刷方法的基础上，在上述施料辊的剖视图中，上述阶梯部包括在上述涂布面部侧的端部以倾斜直线进行了倒角的倒角部。

在本发明的使用了滚涂装置的涂刷方法中，使施料辊与被涂刷物向相同方向旋转，并且将被涂刷物的线速度So与施料辊的线速度Sa之比设为大于1.0。这样，通过将施料辊与被涂刷物设为相同方向，并且使被涂刷物的线速度So大于施料辊的线速度Sa，从而能够可靠地减少被涂刷物与施料辊之间的涂料存积量。由此，能够防止在涂料的涂刷结束位置或分开位置涂膜厚度局部增大，进而能够形成均匀的涂膜。

另外，对于施料辊，使用具备：具有使涂料附着于被涂刷物的半径的涂布面部、具有不使上述涂料附着于被涂刷物的半径的非涂布面部、连接在涂布面部和非涂布面部之间用于排出剩余涂料的阶梯部的辊。这样的施料辊能够将存积于被涂刷物与施料辊之间的剩余涂料经由上述阶梯部向非涂布面部侧瞬间地排出。因此能够防止在涂刷结束位置涂膜厚度局部增大，从而能够更可靠地使涂膜厚度均匀。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的滚涂装置的要部立体图。

图2是省略了剖面线的图1的剖视图。

图3(a)至(e)是说明本实施方式的作用的剖视图。

图4(a)和(b)是表示阶梯部的其他实施方式的剖视图。

图5是表示施料辊的其他实施方式的剖视图。

图6是表示本发明的其他实施方式的滚涂装置剖视图。

图7(a)是示意性地表示以往的滚涂装置的剖视图，(b)是利用该滚涂装置涂刷的被涂刷物的剖视图。

图中符号说明：1...滚涂装置；2...施料辊；2A...外周面；3...涂料盘；5...涂布面部；R1...涂布面部的半径；6...非涂布面部；R2...非涂布面部的半径；7...阶梯部；7A...直线部；7B...倒角部；7C...倒角部；10...中间辊；H...被涂刷物；P...涂料。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。

如图1和图2所示，本实施方式的涂刷方法所使用的滚涂装置1是用于向截面的外周为圆形的被涂刷物H的外周面HA上涂刷涂料P而使用的。

作为上述被涂刷物H，只要是截面的外周为圆形则不作特殊限定，然而优选为对涂膜尺寸的精度要求高的复印机或打印机等OA设备所使用的进纸/输送用辊、带电辊、显影辊以及驱动辊等。另外，作为上述涂料P，能够选择各种与被涂刷物H的用途等相应的涂料，无论是溶剂系还是水性系都可以，可以采用环氧树脂系、聚氨酯树脂系等所有的材料。

上述滚涂装置1包括：容纳上述涂料P的涂料盘3、使附着于外周面2A上的涂料P附着于被涂刷物H的施料辊2。

上述涂料盘3例如形成上面被开放的箱状，在内部贮留有液体的涂料P。另外，涂料盘3为了能够使施料辊2的外周面2A的一部分浸渍于上述涂料P中，而被以与该施料辊2相比足够大的尺寸形成。

如图2所示，上述施料辊2包括：涂布面部5，其具有使附着于外周面2A上的涂料P附着于被涂刷物H的半径R1；非涂布面部6，其具有不使涂料P附着于被涂刷物H的半径R2；阶梯部7，其将涂布面部5与非涂布面部6相连。另外，上述“半径”是从施料辊2的旋转中心O1到施料辊的外周面2A的半径。

在本实施方式中上述涂布面部5是由以单一的半径R1构成的圆筒面形成的。此外，在被涂刷物H被安装于规定的位置涂刷时，涂布面部5被定位为使得附着在其外周面2A上的涂料P附着于被涂刷物H。

另外，上述非涂布面部6在本实施方式中也形成单一的半径R2并且与上述涂布面部5同心的圆筒面，而且非涂布面部6形成为与涂布面部5的半径R1相比足够小，以便在上述涂刷时不使附着于其外周面2A上的涂料P附着于被涂刷物H上。另外，施料辊2优选被支承为：在上述涂刷时、绕着旋转中心O1旋转时，使非涂布面部6不与涂料盘3的涂料P接触。

这样，本实施方式的施料辊2不是像图7所示那样的使用外周面的全周(360度)将涂料附着于被涂刷物上的辊，而是如图2所示，使用形成外周面2A的一部分(小于360度)的阶梯部7、7之间的涂布面部5，将涂料P附着于被涂刷物H。

另外，上述阶梯部7在涂布面部5与非涂布面部6之间相连，并且提供在涂刷时能够将容易存积于涂布面部5与被涂刷物H之间的剩余涂料排出的空间。本例中，在一个施料辊2上设有一个涂布面部5、一个非涂布面部6、将它们之间相连的两个阶梯部7、7。

如图2所示，在施料辊2的剖视图中，本实施方式的各阶梯部7的构成包括：从非涂布面部6的端部6e向半径方向外侧延伸的直线部7A、和将该直线部7A与涂布面部5的端部5e连接的以圆滑的圆弧进行了倒角(R倒角)的倒角部7B。通过设置这样的倒角部7B，就能够在被涂刷物H与上述涂布面部5分离时，使两者之间的剩余涂料顺畅地经过倒角部7B向非涂布面部6侧移动。

图3表示使用了如上所述构成的滚涂装置1的本实施方式的涂刷方法。

图3(a)表示开始涂刷时的初始状态。在该状态下，施料辊2通过旋转将涂布面部5浸渍在涂料盘3内的涂料P中，预先使涂料P附着在其外周面2A上而待机。

然后，将被涂刷物H定位并保持在预先确定的规定位置。此时，以在被涂刷物H的外周面HA与施料辊2的涂布面部5的外周面2A之间形成与作为目标的涂膜厚度相对应的规定的间隙G(如图2所示)的方式，将施料辊2和被涂刷物H各自的旋转中心O1、O2正确地定位。另外，如图3(a)所示，在本实施方式中，在施料辊2的非涂布面部6与被涂刷物H相面对的状态下，将上述各自的旋转中心O1、O2定位。

上述间隙G能够考虑所使用的涂料的粘度、固体成分比率、硬化所致的收缩率、以及被涂刷物H的线速度So与施料辊2的线速度Sa的线速比So/Sa等而适当地决定。

另外，被涂刷物H和施料辊2例如其两端部分别被与旋转中心O1、O2同轴的适当的支承件(未图示)支承，能够借助未图示的驱动装置以预先确定的线速度旋转。

此外，在本发明中，使施料辊2与被涂刷物H向相同的方向(本实施方式中均为逆时针方向)旋转。由此，如图3(b)、(c)所示，在施料辊2的涂布面部5接近被涂刷物H的同时，在被涂刷物H与施料辊2的涂布面部5最接近的接近部11附近，附着于施料辊2的外周面2A上的涂料P被附着到被涂刷物H的外周面HA上。

另外，由于在施料辊2上设有阶梯部7，因此在如上所述的被涂刷物H的外周面HA从非涂布面部6向涂布面部5移动时，就能够使附着于施料辊2的涂布面部5的外周面2A上的涂料P顺畅地附着到被涂刷物H上。特别是如本实施方式那样，在阶梯部7具有在涂布面部5侧的端部5e以圆滑的圆弧状进行了倒角的倒角部7B的情况下，能够进一步顺畅地使涂料P附着于被涂刷物H这一点来看是所希望的。

另外，在本发明中，施料辊2与被涂刷物H向相同方向旋转。由此，附着在施料辊2的涂布面部5上的涂料P的大部分，在附着于被涂刷物H上后，以向该被涂刷物H的旋转方向被拉伸的方式转移到被涂刷物H侧，使穿过施料辊2与被涂刷物H的接近部11的量变得极少，因此能够使残余的涂料比较容易地经过上述间隙G。由此，能够减少以往那样容易存积于上述接近部11上游侧的剩余涂料的量，进而能够获得均匀的涂膜厚度。

此外，在本发明中，将被涂刷物H的线速度So与上述施料辊2的线速度Sa之比So/Sa设定为大于1.0。即，由于被涂刷物的线速度So大于施料辊的线速度Sa，因此能够将依次供给到接近部11附近的涂料P更多地导向被涂刷物H的外周面HA上而使之附着。由此，能够更可靠地减少容易存积于接近部11上游侧的剩余涂料的量，从而有助于进一步形成更均匀厚度的涂膜。

上述线速比So/Sa只要大于1.0即可，然而优选为2.0～4.0、尤其优选为3.0～4.0的范围。发明人等进行了使被涂刷物H与施料辊2向相同方向旋转并且将上述比So/Sa进行各种变化而涂刷的试验(后述的实施例、比较例)。其结果发现，当将上述线速比So/Sa设为2.0～4.0时，则能够获得更均匀的涂刷以及更优异的涂刷外观。即，当上述比So/Sa大于1.0而小于2.0时，则与以往相比虽然能够将涂膜厚度均匀化，然而会有径向的偏差(波动)略微变大的情况，相反当上述比So/Sa超过4.0时，则被涂刷物H与施料辊2的相对速度差变大，仍然容易产生相同的现象。

另外，施料辊2的线速度Sa的绝对值虽未特殊限定，但是如果过大，虽然也取决于涂料粘度，然而附着于外周面2A的涂料P很容易因离心力而飞溅，因而有可能使对被涂刷物H的涂刷精度变差，相反如果过小，则有可能使涂刷时间变长从而使涂刷效率变差。根据这样的观点，上述线速度Sa优选为0.5mm/s以上，更优选为1.0mm/s以上，另外优选为50.0mm/s以下，更优选为40.0mm/s以下。

另外，在本实施方式中，在施料辊2从涂布面部5的圆周方向的一个端部5e1起开始向被涂刷物H附着涂料P的同时，在该涂布面部5的圆周方向的另一端部5e2处结束上述附着。由此，以遍布被涂刷物H的全周(360度)进行1次涂刷的方式设定上述线速度之比So/Sa。换而言之，被涂刷物H的周长L1被设定为与上述涂布面部5的周长L2和上述线速比So/Sa的乘积相等。由此，在使被涂刷物H旋转1圈时，能够完成对其外周面的1次涂刷。

另外，在对被涂刷物H进行2次以上的重叠涂刷时，由于在被涂刷物H的外周面上已经附着有第一次旋转中所涂刷的涂料P，因此附着于被涂刷物H的涂料T的外表面与附着于上述涂布面部5的涂料T的外表面的间隙变小。由此，在上述接近部11中涂料P很容易存积，从而存在难以形成均匀厚度的涂膜的倾向，因此不是优选的。

然后，当被涂刷物H及施料辊2继续旋转时，如图3(d)所示，被涂刷物H与施料辊2的接近部11从涂布面部5的另一端5e2被切换到阶梯部7。由此，停止从施料辊2向被涂刷物H的涂料供给，并且能够将接近部11的剩余的涂料P向阶梯部7侧排出。因此能够不使被涂刷物H离开施料辊2而可靠地进行涂料中断，防止在涂刷结束位置涂膜厚度局部增大，从而能够更可靠地使涂膜厚度均匀。

特别是，如图2所示，在阶梯部7经由上述倒角部7B与涂布面部5和非涂布面部6连接时，其切换能够更顺畅地进行，因此有助于更均匀的涂膜的形成。另外，在具有上述倒角部7B的阶梯部7进入涂料盘3内时，能够缓解阶梯部7接触涂料P时的冲击，能够防止在涂料盘3内涂料的过度的起伏或飞溅，从这一点看是优选的。

而且，施料辊2的涂布面部5与非涂布面部6的半径差R1-R2虽未特殊限定，然而过小时，则无法将剩余涂料充分地排出，因此优选为2mm以上，更优选为5mm以上。另一方面，当上述半径差R1-R2过大时，则施料辊2的重心会偏离旋转中心O1很远，因而存在难以以均匀的速度旋转的倾向。根据这样的观点，上述半径差R1-R2优选为20mm以下，更优选为15mm以下。

此后，当结束涂刷时，如图3(e)所示，在非涂布面6与被涂刷物H相面对的期间，使施料辊2与被涂刷物H分离。另外，也可以增加即使在脱离后也以旋转规定时间的状态保持被涂刷物H的工序。由此，能够利用重力、离心力以及涂料自身的自调平性使未硬化的涂膜的厚度均匀化，从而能够进一步抑制涂膜的不均匀。

利用如上所述的作用，根据使用了滚涂装置1的本实施方式的涂刷方法，能够减少在施料辊2与被涂刷物H的接近部11中的涂料存积。因此在被涂刷物H的涂刷结束部的涂料中断就会变得良好，进而能够有效地防止局部的涂膜厚度的增大等。因此根据本实施方式的涂刷方法，能够用简单的构成以均匀的涂膜厚度来涂刷被涂刷物。

另外，上述涂料P的粘度虽未特殊限定，然而根据各种试验的结果，在以上述的比So/Sa旋转时，涂料P的粘度优选为0.5dPa·s以上，更优选为1.0dPa·s以上，另外优选为20dPa·s以下，更优选为10dPa·s以下，通过如此设定能够得到最佳的结果。

图4(a)和(b)表示施料辊2的阶梯部7的其他实施方式。图4(a)的实施方式中，在施料辊2的剖视图中，上述直线部7A与涂布面部5所成的角部被由倾斜直线构成的倒角部7C倒角(C倒角)。

另外，在图4(b)的实施方式中，阶梯部7仅由从涂布面部5的端部5e沿着半径方向以直线状延伸的直线部7A构成。这样，即使阶梯部7变形为各种方式也能够获得上述作用。但是，优选如图2或图4(a)所示，使从涂布面部5向阶梯部7进行的剩余涂料的排出慢慢地进行的方式，这从进一步提高涂刷精度的观点来看也是所希望的。另外，除图4(b)的阶梯部7以外的这些阶梯部形状，都能够使在阶梯部7产生的应力分散，从而有助于提高施料辊2的耐久性。

图5表示施料辊2的另一个实施方式。该实施方式中，阶梯部7仅为一个，并且非涂布面部6的半径R2并非恒定地形成。在该例中，非涂布面部6的外周面2A越远离阶梯部7其半径R2越大，最终圆滑地渐增至R1。由于这样的施料辊2能够与被涂刷物H圆滑地抵接，因此使得涂刷开始时涂料的附着良好，有助于将涂膜厚度进一步均匀化。

而且，虽然在上述各实施方式的滚涂装置1中，将容纳于涂料盘3中的涂料P直接附着于施料辊2的外周面2A，然而不言而喻，如图6所示，也能够夹设中间辊10使涂料P附着于施料辊2的外周面2A。

以上对本发明的优选实施方式进行了详述，然而本发明并不限定于图示的实施方式，还能够变形为各种方式而实施。

实施例：

利用具有图2和图7所示的施料辊的滚涂装置在以下的条件下对被涂刷物进行涂刷，并进行了其涂膜厚度等的性能评价。另外，作为比较例，对使施料辊和被涂刷物相互向反方向旋转的方法、和虽然相互向同方向旋转然而将线速比设为1.0的方法也进行了同样的评价。主要的条件如下所示。

涂料：水性聚氨酯树脂系涂料

涂料的粘度：5.0dPa·s

被涂刷物的材料：铝A6063

被涂刷物的半径：12mm(涂料附着前)

目标干燥膜厚：50μm

涂布面部的半径R1：50mm

涂布面部的周长L2：调整为24π/(So/Sa)mm

非涂布面部的半径R2：40mm

阶梯部的直线部7A的半径方向的长度：5m

倒角部(R倒角)的曲率半径：5mm

涂布面部与被涂刷物的间隙：为了能够获得目标干燥膜厚而进行了数次试涂，并在0.05～0.15mm的范围内进行了调整。

图7所示的施料辊的半径R4：50mm

施料辊的线速度：10mm/s

涂刷时施料辊的旋转数：1次

测试的方法如下。

外观检查

利用肉眼观察了涂刷过的被涂刷物(涂膜完全硬化后)的涂刷重叠部和滚涂分开部(涂料中断部)的外观。评价如下所示。

××：在涂刷重叠部/断开部，能够看到在长度方向上宽5mm以上的涂膜隆起部或涂膜下垂部。

×：在涂刷重叠部/断开部，能够看到在长度方向上宽2～5mm左右的涂膜隆起部或涂膜下垂部。

○：在涂刷重叠部/断开部，未能看到上述缺陷。

偏移精度测量

使上述被涂刷物以恒定速度旋转，在其截面方向上使用激光测量机使被涂刷物旋转1圈以上，并且均等地进行32次测量，测量了外径的偏移精度。将0.05mm以下设为合格。

表1：

测试的结果确认了实施例的产品与比较例相比外观上的美观性更好，且涂膜厚度保持得均匀。另外，在各种测试中，当将线速比So/Sa设为5以上时，由于产生了涂刷不良而中止了测试。

另外，在实施例1～3(线速比2.0～4.0的范围)中，将涂料的粘度在1.0～10dPa·s的范围内以每1dPa·s进行改变而进行了相同的实验，然而均得到与表1大致同等的良好的结果。

Claims (6)

1.一种使用了滚涂装置的涂刷方法，使用滚涂装置在截面的外周为圆形的被涂刷物上涂刷涂料，其中滚涂装置包括：容纳涂料的涂料盘；施料辊，其从所述涂料盘直接或经由中间辊使所述涂料附着于外周面上、并且使附着于该外周面的涂料附着于被涂刷物，由此进行涂刷，该涂刷方法的特征在于，

所述施料辊具备：涂布面部，其具有使所述外周面的涂料附着于所述被涂刷物的半径；非涂布面部，其具有不使涂料附着于所述被涂刷物的半径；阶梯部，其连接所述涂布面部与所述非涂布面部之间并用于排出剩余涂料，并且

使所述施料辊与所述被涂刷物沿相同方向旋转，并将所述被涂刷物的线速度(So)与所述施料辊的线速度(Sa)之比(So/Sa)设为大于1.0。

2.根据权利要求1所述的使用了滚涂装置的涂刷方法，其中，将所述线速比(So/Sa)设为2.0～4.0。

3.根据权利要求1或2所述的使用了滚涂装置的涂刷方法，其中，所述施料辊通过从所述涂布面部的圆周方向的一个端部起开始向被涂刷物附着涂料，并且在该涂布面部的圆周方向的另一端部结束所述附着，由此遍布所述被涂刷物的全周进行1次涂刷。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的使用了滚涂装置的涂刷方法，其中，在所述施料辊的剖视图中，所述阶梯部包括从所述涂布面部的端部向半径方向内侧以直线状延伸的直线部。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的使用了滚涂装置的涂刷方法，其中，在所述施料辊的剖视图中，所述阶梯部包括在所述涂布面部侧的端部以圆滑的圆弧进行了倒角的倒角部。

6.根据权利要求1至3中任意一项所述的使用了滚涂装置的涂刷方法，其中，在所述施料辊的剖视图中，所述阶梯部包括在所述涂布面部侧的端部以倾斜直线进行了倒角的倒角部。

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