JP2001017906A - 金属帯への塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗料を入れたコーターパンとコーターパン内
の塗料を汲み上げるピックアップロールを有するロール
コーターにより、連続的に走行する金属帯に塗料を塗装
する方法において、気泡等に起因した塗装欠陥の発生を
防止し、またライン速度の増速を可能にする。 【解決手段】 塗料を入れたコーターパンとコーターパ
ン中の塗料を汲み上げるピックアップロールを有するロ
ールコーターにより連続的に走行する金属帯に塗装する
方法において、ピックアップロールの塗料中への進入地
点付近に、ピックアップロールに同伴される空気の塗料
中への進入を遮断する遮蔽板をピックアップロールに近
接あるいは密接させて設置し、塗装する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続して走行する
鋼帯等の金属帯への塗装に際し、塗装欠陥のない美麗な
外観を得るための塗装方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼帯等に塗装する手段としては、比較的
均一かつ塗膜厚制御性に優れているロールコーターが一
般的に用いられている。ロールコーターには塗装ロール
を２本用いた２ロールコーターと３本用いた３ロールコ
ーター等があるが、何れもコーターパン内の塗料を汲み
上げるピックアップロールと鋼帯に塗料を転写するアプ
リケーターロールを備える。

【０００３】近年、塗装欠陥のない美麗な外観要求が厳
しく、特に家電製品向け用途については美麗な塗装外観
が要求されている。一方、生産性向上のためにライン速
度の増速を行うと、気泡に起因した塗装欠陥が発生しや
すい。すなわち、ライン速度の増速に伴い、気泡が発生
しやすくなり、発生した気泡が鋼帯に塗布される塗料中
に入り込み、乾燥される途中で気泡が抜けきらずふくれ
たり、気泡がはじけた跡が残ったりする塗装欠陥を発生
する。また、ライン速度の増速に応じて、ピックアップ
ロール周速を極端に速くすると、ピックアップロールで
塗料を汲み上げなくなるピックアップ不良が生じ、未塗
装部分が生じるという問題がある。これらの塗装欠陥の
発生がライン速度増速のネックとなっている。

【０００４】前記塗装欠陥の防止策として、例えば特開
平7-163923号公報に、ピックアップロールが、塗料を汲
み上げた後アプリケーターロールに接触するまでの間
に、補助ロールをピックアップロールに接触させるよう
に配置させ、ピックアップ不良を防止することが開示さ
れている。また、特開平8-257461号公報に、塗料供給ノ
ズルを塗料コーターパン内に配置し、ロール方向に塗料
を噴出し、ピックアップ不良を防止することが開示され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
7-163923号公報、特開平8-257461号公報に開示されてい
る方法は、ピックアップ不良による未塗装を防止する効
果があるが、塗料中に気泡が巻き込まれることに起因す
る塗装欠陥を防止する効果は少ない。

【０００６】そこで、本発明の目的は、塗料を入れたコ
ーターパンとコーターパン内の塗料を汲み上げるピック
アップロールを有するロールコーターにより、連続的に
走行する金属帯に塗料を塗装する方法において、気泡等
に起因した塗装欠陥の発生を防止し、またライン速度の
増速を可能にする塗装方法を提供することをを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、気泡に起
因した塗装欠陥の発生原因について種々調査した。その
結果、気泡発生原因の一つが、ピックアップロールの回
転により同伴される空気がコーターパン内の塗料中に進
入し気泡を発生することによること、すなわち、気泡は
ピックアップロールが塗料中に進入する際に巻込まれる
空気塊の一部がちぎれ塗料中に放たれたものであり、気
泡が発生する場所はピックアップロールが塗料中に進入
直後の近辺であることが分かった。

【０００８】ライン速度の増速に伴い、ピックアップロ
ール周速も速くなり、同伴される空気の流れも速くなる
ため、気泡が更に発生しやすくなる。気泡は塗料中に浮
遊するが、その中の一部がピックアップロールにより汲
み上げられ鋼帯に塗装される塗料中に入り込み、乾燥さ
れる途中で気泡が抜けきらずふくれたり、気泡がはじけ
た跡が残ったりする塗装欠陥を発生する。さらに、ピッ
クアップロール周速を極端に速くすると、同伴される空
気が増加し、ピックアップロールで塗料を汲み上げなく
なるピックアップ不良が生じ、未塗装部分が発生するよ
うになる。

【０００９】したがって、前記従来技術に見られるよう
に、ピックアップロールの塗料汲み上げ側で対策を施し
ても、ピックアップロールに同伴される空気による塗料
中の気泡の発生を防止できないため、気泡に起因する塗
装欠陥を防止する効果は少ない。前記塗装欠陥を防止す
るには、ピックアップロールに同伴される空気によって
発生する気泡を減少することが不可欠である。

【００１０】本発明は、前記知見に基くものであり、前
記課題を解決する本発明の手段は以下のとおりである。

【００１１】（１）塗料を入れたコーターパンとコータ
ーパン中の塗料を汲み上げるピックアップロールを有す
るロールコーターにより連続的に走行する金属帯に塗装
する方法において、ピックアップロールの塗料中への進
入地点付近に、ピックアップロールに同伴される空気の
塗料中への進入を遮断する遮蔽板をピックアップロール
に近接あるいは密接させて設置して塗装することを特徴
とする金属帯への塗装方法。

【００１２】（２）前記（１）において、遮蔽板がコー
ターパン内の塗料の液面部からピックアップロールの最
下部までの間に設置されていることを特徴とする金属帯
への塗装方法。

【００１３】（３）塗料を入れたパンとパン中の塗料を
汲み上げるピックアップロールを有するロールコーター
により連続的に走行する金属帯に塗装する方法におい
て、ピックアップロールの塗料中への進入地点近傍に、
ピックアップロールに近接あるいは密接させて補助ロー
ルを設置して塗装することを特徴とする金属帯への塗装
方法。

【００１４】（４）前記（３）において、補助ロールと
してアイドルロールを用い、ピックアップロールに接触
させるとともに、その一部を塗料中に浸漬することを特
徴とする金属帯への塗装方法。

【００１５】（５）前記（３）において、補助ロールと
して駆動ロールを用い、ピックアップロールとの近接点
あるいは密接点において、ピックアップロールと同じ方
向に回転させるとともに、補助ロールの一部を塗料中に
浸漬することを特徴とする金属帯への塗装方法 （６）前記（３）において、補助ロールとして駆動ロー
ルを用い、ピックアップロールとの近接点あるいは密接
点において、ピックアップロールと逆方向に回転させる
とともに、補助ロールの一部を塗料中に浸漬することを
特徴とする金属帯への塗装方法。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。

【００１７】図１は、本発明の実施に使用する塗装装置
（ロールコーター）の一構成例を示す概略図である。こ
の装置は、コーターパン１から塗料２を汲み上げるピッ
クアップロール３と、ピックアップロール３上の塗料量
の調整を行うミタリングロール４と、ミタリングロール
４上の塗料２をかき落とすブレード５と、塗料量が調整
された後のピックアップロール３上の塗料２を搬送され
ている鋼帯６に転写するアプリケーターロール７とから
構成されている。鋼帯６はバックアップロール８にサポ
ートされている。さらに、ピックアップロール３に同伴
された空気による気泡発生を防止するために、ピックア
ップロール３が塗料２中に進入する地点付近に遮蔽板９
が設置されている。

【００１８】図２は、ピックアップロール３に同伴され
る空気による、コーターパン内の塗料２中での気泡発生
を説明する概略図である。ピックアップロール３に同伴
される空気は、ピックアップロール３表面のごく近傍に
形成される空気層である。そして、空気層の先端の一部
がちぎれ、気泡１０が塗料２中に放たれる。

【００１９】図１の装置では、遮蔽板９を設置してピッ
クアップロール３に近接、あるいは密接させることによ
って、ピックアップロール３に同伴される空気層の塗料
２中への進入を遮断することが可能となり、塗料２中で
気泡の発生を抑えることができる。その結果、塗料２中
に浮遊する気泡１０が減少し、ピックアップロール３が
汲み上げる塗料２中の気泡１０が減少し、気泡１０に起
因する塗装欠陥の発生を防止できる。また、ピックアッ
プロール周速を速くした場合に起こるピックアップ不良
の発生も防止できる。遮蔽板９とピックアップロール３
との隙間は小さければ小さいほど進入する空気層が少な
くなり、気泡の発生量も少なくなり有利である。

【００２０】また、遮蔽板９の位置が液面よりも上方に
位置し、遮蔽板９と液面との間に空気が存在する場合、
遮蔽板９と液面との間の空気が塗料中に巻込まれ、遮蔽
板９の効果が十分発揮されない。このことから遮蔽板９
の設置位置は、液面と同レベル、あるいは液面中にする
必要がある。

【００２１】巻込まれる空気層はピックアップロール３
の液面での進入地点からピックアップロール３表面に沿
って形成され、巻込まれた空気層の先端付近から気泡が
発生する。空気層の先端の位置はピックアップロール周
速等の条件により異なるが、遮蔽板９は空気層の先端よ
りも上流側（回転するロールの手前側）に設置すれば良
い。

【００２２】一方、遮蔽板９の設置位置をピックアップ
ロール３の最下部よりもピックアップロール回転方向前
方側にした場合、巻込まれた空気層は遮蔽板９によりピ
ックアップロール３の表面上では遮断されるが、巻込ま
れた空気層はピックアップロール３表面から離れ塗料中
に入り、気泡が発生する。したがって、遮蔽板９の位置
としては、ピックアップロール３の液面付近からピック
アップロール３の最下部までの範囲に設置する必要があ
る。

【００２３】遮蔽板９の設置位置は、ピックアップロー
ル周速、塗料粘度、塗料表面張力に依存して巻込まれる
空気層の先端位置により決定される。つまり、ピックア
ップロール周速が大きい、塗料粘度が大きい、あるいは
塗料表面張力が小さいほど、巻込まれる空気の先端はよ
り深い地点に達するので、遮蔽板９をある程度液面より
下方に設置しても良い。逆にピックアップロール周速が
小さい、塗料粘度が小さい、あるいは塗料表面張力が大
きいほど、巻込まれる空気の先端は浅い地点までしか達
しないため、遮蔽板９は液面付近に設置する必要があ
る。

【００２４】ピックアップロール３と接触する遮蔽板９
の先端部分の材質は弾性体、剛性体のいずれでもよく、
ロール幅方向に撓みがなく、また、ピックアップロール
３に密接させる場合、ロール幅方向にほぼ均一な圧力で
接触できうる構造であればよい。

【００２５】図３は、本発明の実施に使用する塗装装置
（ロールコーター）の別の構成例を示す図である。図３
の装置では、ピックアップロール３に随伴され空気によ
る気泡巻込みを防止するために、図１に示した装置で設
置した遮蔽板９に代えて、補助ロール１１がピックアッ
プロール３の塗料２中への進入地点付近に設置されてい
る。

【００２６】遮蔽板９に代えて、補助ロール１１をピッ
クアップロール３に近接、あるいは密接させて設置する
ことによって、塗料２中に空気層の進入を遮断すること
が可能となり、遮蔽板９を設置した場合と同様に、気泡
の発生を抑えることができる。補助ロール１１とピック
アップロール３との隙間は小さければ小さいほど進入す
る空気層が少なくなり、気泡の発生量が少なくなり有利
である。

【００２７】図４は、補助ロール１１をアイドルロール
とし、補助ロール１１の一部を塗料２中に浸漬させた場
合の概略図である。補助ロール１１をピックアップロー
ル３に接触させることによって、補助ロール１１がピッ
クアップロール３とその接触点において、ピックアップ
ロール３と同じ方向に回転する。そして、補助ロール１
１の一部を塗料２中に浸漬することにより、補助ロール
１１により持上げられた塗料２がピックアップロール３
と補助ロール１１間の接触点に持ち込まれる。補助ロー
ル１１とピックアップロール３がロール幅方向にわたり
必ずしも均一な接触状態でない場合、補助ロール１１と
ピックアップロール３との間に隙間が生じる。しかし、
その隙間に補助ロール１１により持上げられた塗料２が
優先的に進入し、ピックアップロール３に同伴された空
気の進入を防ぐ働きをし、気泡の発生を抑制する。

【００２８】図５は、補助ロール１１として駆動ロール
を用い、ピックアップロール３との接触点、あるいは近
接点において、ピックアップロール３と同じ方向に回転
させ、補助ロール１１の一部を塗料２中に浸漬させた場
合の概略図である。この場合、図４の場合と同様に、補
助ロール１１とピックアップロール３との接触点あるい
は近接点に補助ロール１１で持上げられた塗料２が進入
し、ピックアップロール３に同伴する空気の塗料２中へ
の進入を防ぐ。さらに、補助ロール１１は単独で駆動回
転するため、補助ロール１１の回転速度を制御し、持上
げる塗料２の量をコントロールすることが可能となる。
したがって、補助ロール１１とピックアップロール３を
完全に密着させず、ある程度隙間をあけておいても、そ
の隙間に塗料２が進入することによりピックアップロー
ル３に同伴される空気の塗料２中への進入を防ぐことが
でき、気泡の発生を抑えることができる。

【００２９】図６は、補助ロール１１として駆動ロール
を用い、ピックアップロール３との接触点、あるいは近
接点において、ピックアップロール３と逆方向に回転さ
せ、補助ロール１１の一部を塗料２中に浸漬させた場合
の概略図である。この場合も、図４あるいは図５の場合
と同様に、補助ロール１１とピックアップロール３との
接触点、あるいは近接点に、補助ロール１１により持ち
込まれた塗料２が進入し、ピックアップロール３に同伴
される空気の塗料２中への進入を防ぐ。さらに、ピック
アップロール３に同伴する空気の流れ方向に対して補助
ロール１１で持上げられる塗料３の方向が逆向きのた
め、塗料流動の動圧により空気の塗料２中への進入を防
ぐことができるので、気泡発生防止に対して一層有効に
作用する。

【００３０】補助ロール１１は、ロール幅方向にある程
度の剛性をもち、大きな撓みがなければ、ゴムをライニ
ングした弾性体ロール、あるいは剛性体ロールのいずれ
でもよく、ロール径の大きさも限定されない。

【００３１】前記説明は、３本の塗装ロールを供えるロ
ールコーターを用いて塗装する場合であるが、本発明は
前記ロールコーターで塗装する場合に限定されず、ピッ
クアップロールで汲み上げた塗料を直接金属帯に塗装す
る場合、ピックアップロールとアプリケーターロールか
らなる２本の塗装ロールを備えるロールコーターで塗装
する場合等、ピックアップロールを備えるロールコータ
ーで塗装する場合に本発明の効果を奏することができ
る。

【００３２】

【実施例】（実施例１）図１に示した塗装装置を用い
て、板幅200mm板厚0.5mmの鋼帯に、以下の条件でライン
速度を最大120mpmまで変化させて塗装を行った（本発明
法）。

【００３３】ピックアップロールはロール幅250mm、ロ
ール径250mmの金属製ロールを用いた。アプリケーター
ロール、及びミタリングロールはいずれもロール幅250m
m、ロール径250mmのゴムをライニングしたゴムロールを
用いた。また、バックアップロールはロール幅500mm、
ロール径500mmの金属製のロールを用いた。そして、表
面張力＝0.04[N/m]、せん断速度＝5000[1/s]において粘
度＝0.2[Pa・s]の物性値の塗料を用いた。遮蔽板はピッ
クアップロール幅と同等の250mmとし、ピックアップロ
ールに完全に密着した場合と、ピックアップロールとの
隙間を１mm以下の範囲内で離して設置した場合につい
て、塗装を行った。遮蔽板はいずれも塗料液面と同レベ
ル、あるいは塗料液面中に設置した。また、比較のため
に、図１の装置において、遮蔽板を設置しないで前記本
発明法と同様の条件で塗装を行った（従来法）。

【００３４】各ライン速度に対応して所定の塗膜厚が確
保できるようにピックアップロール周速を変化させ、塗
装欠陥の有無（気泡に起因した塗装欠陥の有無及びピッ
クアップ不良による塗装欠陥の有無）を調査した。調査
結果を表１にまとめて示した。

【００３５】

【表１】

【００３６】従来法では、ライン速度40mpm以上で塗装
欠陥の発生が見られた。一方、本発明法では、遮蔽板を
ピックアップロールに１mm以下に近接させて設置した場
合、ライン速度80mpmまで塗装欠陥が見られなかった。
さらに、遮蔽板をピックアップロールに十分密接させた
場合はライン速度120mpmでも塗装欠陥が発生しなかっ
た。

【００３７】（実施例２）実施例１で使用した図１の塗
装装置において、遮蔽板に代えて補助ロールを設置した
以外は、実施例１と同様の構成からなる図３の塗装装置
を用いて、実施例１と同様の塗料を用いて、板幅200mm
×板厚0.5mmの鋼帯にライン速度を最大120mpmまで変化
させて塗装を行った（本発明法）。

【００３８】なお、補助ロールはロール幅250mm、ロー
ル径50mmとし、鉄心ロールにゴムをライニングしたゴム
ロールを使用し、図４で示した、補助ロールをアイドル
ロールとし、ピックアップロールの一部が塗料に浸漬す
るように設置し、ピックアップロールに軽く接触させた
場合と十分に押し付けて密着させた場合について塗装を
行った。また、比較のために、前記した塗装装置におい
て、補助ロールを設置しない場合について、前記本発明
法と同様の条件で塗装を行った（従来法）。

【００３９】各ライン速度に対応して所定の塗膜厚が確
保できるようにピックアップロール周速を変化させ、塗
装欠陥の有無（気泡に起因した塗装欠陥の有無及びピッ
クアップ不良による塗装欠陥の有無）を調査した。調査
結果を表２にまとめて示した。

【００４０】

【表２】

【００４１】従来法では、ライン速度40mpm以上で塗装
欠陥の発生が見られた。一方、本発明法では、補助ロー
ルをピックアップロールに軽く接触させ、ピックアップ
ロールの回転と共に回転するくらいにした場合、ライン
速度100mpmまで塗装欠陥は見られなかった。さらに、補
助ロールをピックアップロールに十分密着させた場合、
ライン速度120mpmでも塗装欠陥は見られなかった。

【００４２】（実施例３）実施例２で用いた塗装装置に
おいて、図５で示した、補助ロールを駆動ロールとし、
ピックアップロールと補助ロールの接触点、あるいは近
接点において、ピックアップロールと同じ方向に回転さ
せ、かつピックアップロールの一部が塗料に浸漬するよ
うに設置した場合について、実施例２と同様にして、塗
装を行い、塗装欠陥の有無を調査した。調査結果を表３
に示した。

【００４３】

【表３】

【００４４】補助ロールをピックアップロールに密着さ
せた場合はライン速度120mpmでも塗装欠陥は見られなか
った。また、補助ロールをピックアップロールに接触さ
せずに1〜2mm程度離し、補助ロールの回転速度を補助ロ
ール表面上の塗料が補助ロールとピックアップロール間
の隙間に十分入るように調整しながら塗装した結果、ラ
イン速度100mpmまで塗装欠陥の発生は見られなかった。

【００４５】（実施例４）実施例２で用いた塗装装置に
おいて、図６で示した、補助ロールを駆動ロールとし、
ピックアップロールと補助ロールの接触点、あるいは近
接点において、ピックアップロールと逆方向に回転さ
せ、かつピックアップロールの一部が塗料に浸漬するよ
うに設置した場合について、実施例２と同様にして、塗
装を行い、塗装欠陥の有無を調査した。調査結果を表４
に示した。

【００４６】

【表４】

【００４７】補助ロールをピックアップロールに密着さ
せた場合は、ライン速度120mpmでも塗装欠陥は見られな
かった。また、補助ロールをピックアップロールに接触
させずに1〜2mm程度離し、補助ロールの回転速度を補助
ロール表面上の塗料が補助ロールとピックアップロール
間の隙間に十分入るように調整しながら塗装した結果、
ライン速度120mpmでも塗装欠陥は見られなかった。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ピッ
クアップロールに同伴される空気層を、遮蔽板、または
補助ロール、あるいは補助ロール表面上の塗料で遮断す
ることにより、気泡に起因した塗装欠陥を減らし、歩留
りを向上させることができ、品質も向上させることがで
きる。さらに、ライン速度を増速させても前記塗装欠陥
が発生しないため、生産能率の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の説明に用いた塗装装置の
一構成例を示す概要図。

【図２】ピックアップロールに同伴される空気による気
泡発生を説明する概略図。

【図３】本発明の実施の形態の説明に用いた塗装装置の
別の構成例を示す概要図。

【図４】本発明において、補助ロールをアイドルロール
とした場合のロール配置とロール回転方向を示す概略
図。

【図５】本発明において、補助ロールを駆動ロールと
し、ピックアップロールと同じ方向に回転させた場合の
ロール配置とロール回転方向を示す概略図。

【図６】本発明において、補助ロールを駆動ロールと
し、ピックアップロールと逆回転方向に回転させた場合
のロール配置とロール回転方向を示す概略図。

【符号の説明】 １ コーターパン ２ 塗料 ３ ピックアップロール ４ ミタリングロール ５ ブレード ６ 鋼帯 ７ アプリケーターロール ８ バックアップロール ９ 遮蔽板 １０ 気泡 １１ 補助ロール

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D075 AC21 AC29 AC33 AC53 AC84 AC92 AC94 CA47 DA03 DB01 EA05 4F040 AA22 BA12 CB15 CB22 CB33

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗料を入れたコーターパンとコーターパ
   ン中の塗料を汲み上げるピックアップロールを有するロ
   ールコーターにより連続的に走行する金属帯に塗装する
   方法において、ピックアップロールの塗料中への進入地
   点付近に、ピックアップロールに同伴される空気の塗料
   中への進入を遮断する遮蔽板をピックアップロールに近
   接あるいは密接させて設置して塗装することを特徴とす
   る金属帯への塗装方法。
2. 【請求項２】 遮蔽板がコーターパン内の塗料の液面部
   からピックアップロールの最下部までの間に設置されて
   いることを特徴とする請求項１記載の金属帯への塗装方
   法。
3. 【請求項３】 塗料を入れたパンとパン中の塗料を汲み
   上げるピックアップロールを有するロールコーターによ
   り連続的に走行する金属帯に塗装する方法において、ピ
   ックアップロールの塗料中への進入地点近傍に、ピック
   アップロールに近接あるいは密接させて補助ロールを設
   置して塗装することを特徴とする金属帯への塗装方法。
4. 【請求項４】 補助ロールとしてアイドルロールを用
   い、ピックアップロールに接触させるとともに、その一
   部を塗料中に浸漬することを特徴とする請求項３記載の
   金属帯への塗装方法。
5. 【請求項５】 補助ロールとして駆動ロールを用い、ピ
   ックアップロールとの近接点あるいは密接点において、
   ピックアップロールと同じ方向に回転させるとともに、
   補助ロールの一部を塗料中に浸漬することを特徴とする
   請求項３記載の金属帯への塗装方法
6. 【請求項６】 補助ロールとして駆動ロールを用い、ピ
   ックアップロールとの近接点あるいは密接点において、
   ピックアップロールと逆方向に回転させるとともに、補
   助ロールの一部を塗料中に浸漬することを特徴とする請
   求項３記載の金属帯への塗装方法。