JP2001276698A

JP2001276698A - ロールコータ装置及びこれを用いた塗装方法

Info

Publication number: JP2001276698A
Application number: JP2000096686A
Authority: JP
Inventors: Keiji Kamio; 圭司神尾; Hiroshi Wakiyama; 宏脇山
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】鋼帯のエッジ部によってロール表面が摩耗せ
ず、また、長時間塗料に浸漬しても表面性状が変化しな
いロールを使用したロールコータ装置及びこれを用いた
塗装方法を提供する。【解決手段】ロールコータ装置１０は、ロール１１の
表面に塗料１６を付着させて、通過する薄鋼板１２に連
続的に塗装を行う装置において、ロール１１を、金属又
はセラミックで形成し、これを用いた塗装方法は、ロー
ル１１の薄鋼板１２への押圧力Ｆ１を、０．３ｋｇ／ｍ
ｍ以上０．５ｋｇ／ｍｍ以下の線圧にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ストリップ表面に
ロールを用いて塗装を行うロールコータ装置及びこれを
用いた塗装方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ロールコータ装置は、ロールの表面に塗
料を付着させて、通過する薄鋼板に連続的に塗装を行う
装置である。図７に、一般的なロールコータ装置７０の
構成を示す。ロールコータ装置７０は、鋼帯７９を巻着
するバックアップロール７１と、塗料パン７５内の塗料
７６に外周部を浸漬させて、該外周部に塗料７６を付着
させるピックアップロール７２と、鋼帯７９及びピック
アップロール７２に外周を当接させるアプリケータロー
ル７３と、アプリケータロール７３の外周に少しの隙間
を有して配置されるメータリングロール７４を有してい
る。塗料パン７５内からピックアップロール７２に付着
した塗料７６は、アプリケータロール７３の外周に転写
される。そして、アプリケータロール７３に付着した塗
料７６は、メータリングロール７４によって塗布量を制
限され、鋼帯７９に転写される。一般的に板厚が、例え
ば０．７ｍｍ以上の鋼帯に塗装を行うときには、鋼帯の
表面に接触するアプリケータロール７３は、高硬度の鋼
帯との塗装なじみ性を考慮して、鉄芯７７にゴムライニ
ング層７８を施したものが使用されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のロールコータ装置７０のアプリケータロール７３
は、ゴム製であったため、以下の問題があった。ゴム製
のアプリケータロール７３は、柔らかいので、塗装を長
時間行うと、アプリケータロール７３の周面に鋼帯の幅
方向両端のエッジ部が接触し、該接触部分が局部的に摩
耗して溝が形成される。この後、鋼帯７９より幅広の鋼
帯を塗装しようとすると、溝内に溜まった塗料が幅広の
鋼帯に転写され、鋼帯の表面に線状の模様が形成され、
品質上の問題がある。従って、複数種類の鋼帯を塗装す
る場合には、幅の広い鋼帯を塗装してから、狭い鋼帯を
塗装しなければならず、このように通板する順序が規制
されるという問題があった。また、ゴム製のアプリケー
タロール７３は、塗料７６に接触させていると徐々に膨
潤して径が大きくなるので、塗装される塗料７６の膜厚
を一定に保つためには、塗装開始時のロール回転速度や
鋼帯７９との接触圧力等の塗装条件を、アプリケータロ
ール７３の膨潤の状況に合わせて変更する必要があっ
た。本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、鋼帯
のエッジ部によってロール表面が摩耗せず、また、長時
間塗料に浸漬してもロールの表面性状が変化しないロー
ルコータ装置及びこれを用いた塗装方法を提供すること
を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係るロールコータ装置は、ロールの表面に塗料を付着さ
せて、通過する薄鋼板に連続的に塗装を行うロールコー
タ装置において、前記ロールは、金属又はセラミックで
形成されている。ここで、薄鋼板とは、帯状の鋼板で、
例えば、板厚が０．７ｍｍ以上で、ロールに巻着されて
所定角度以上に屈曲可能な厚み以下のものをいう。金属
には、例えば、鋼、ステンレス、銅合金等が適用され、
また、ロールの外周部のみに使用される場合も含まれ
る。かかる構成によって、ロール表面の摩耗を小さく
し、また、長時間塗料に浸漬しても表面性状が変化しな
いロールを用い、メンテナンス周期を長くすることがで
きる。

【０００５】前記目的に沿う本発明に係るロールコータ
装置を用いた塗装方法は、ロールの表面に塗料を付着さ
せて通過する薄鋼板に連続的に塗装を行うロールコータ
装置を用いた塗装方法であって、前記ロールは、金属又
はセラミックで形成され、しかも前記ロールの薄鋼板へ
の押圧力を、０．３ｋｇ／ｍｍ以上０．５ｋｇ／ｍｍ以
下の線圧にする。ここで、線圧とは、ロールを薄鋼板へ
押圧する時の力を薄鋼板の幅で除した値をいう。線圧を
０．３ｋｇ／ｍｍ以上０．５ｋｇ／ｍｍ以下に設定した
のは、０．３ｋｇ／ｍｍより小さいときには、塗装膜厚
にばらつきが発生して未塗装部分が発生することがあ
り、０．５ｋｇ／ｍｍより大きくなると、押圧力によっ
て薄鋼板の表面にキズが発生することがあるからであ
る。上記範囲に線圧を設定し、この範囲内で塗装を行う
ことによって、塗装面の平坦度を一定範囲内に確保する
と共に、薄鋼板の表面にキズが発生することを防止する
ことができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本
発明の理解に供する。なお、図中のＡＰＲはアプリケー
タロール、ＢＵＲはバックアップロール、ＰＵＲはピッ
クアップロールを示す。図１（Ａ）、（Ｂ）に示すよう
に、本発明の第１の実施の形態に係るロールコータ装置
１０は、ロールの一例であるアプリケータロール１１の
表面に塗料１６を付着させて、通過する薄鋼板の一例で
ある鋼帯１２に連続的に塗装を行う装置である。以下、
詳しく説明する。鋼帯１２は、厚みが０．７ｍｍ以上、
例えば、１．２ｍｍで、幅が１２００ｍｍのものを使用
する。

【０００７】鋼帯１２は、バックアップロール１３の上
部に実質的に１／４周だけ巻着され、バックアップロー
ル１３に隣接する位置には、アプリケータロール１１が
鋼帯１２を挟んで設けられている。金属の一例である鋼
製のアプリケータロール１１は、鋼帯１２よりも幅広に
形成され、また、エアシリンダ１４によって、バックア
ップロール１３の軸心に向けて押圧可能に配置されてい
る。また、アプリケータロール１１によって塗装された
鋼帯１２は、オーブン１５内に進入し、加熱されて、塗
料１６を定着させている。

【０００８】ここで、図２を参照して、ロールコータ装
置１０に使用されるアプリケータロール１１について詳
しく説明する。図２（Ａ）に示すように、アプリケータ
ロール１１には、外周面に凹凸がない平滑な外周面を有
するフラットロールを使用している。図２（Ｂ）に示す
ように、塗料パン１７内の塗料１６は、塗料１６内に浸
漬されるピックアップロール１８を介してアプリケータ
ロール１１に転写される。ピックアップロール１８の外
周とアプリケータロール１１の外周との間の隙間は、塗
装する塗料１６の厚みに合わせて設定されている。アプ
リケータロール１１は鋼製なので、外周に鋼帯１２の両
側のエッジ部が当接して、表面にキズが形成されること
を防止することができ、また、キズが入っても微小なキ
ズであるので、アプリケータロール１１の寿命をゴム製
のロールに比して飛躍的に延長させることができる。

【０００９】また、アプリケータロール１１は、塗料１
６の付着によって膨潤しないので、アプリケータロール
１１と鋼帯１２間の塗装条件を常に一定に保つことがで
き、装置の稼働中に塗装条件を調整する必要がなく、制
御を簡略化することができる。次いで、ロールコータ装
置１０の使用方法について説明する。ロールコータ装置
１０は、厚みが０．７ｍｍ以上の鋼帯１２に塗料１６を
一定膜厚になるように塗布しなければならないので、ア
プリケータロール１１を所定の圧力以上で鋼帯１２に押
圧する必要がある。一方、鋼製のアプリケータロール１
１を使用しているので、一定の圧力を超えると、鋼帯１
２の表面にキズが発生し、また、アプリケータロール１
１の周方向の回転抵抗が増加して回転が止まることがあ
る。本発明者は、実験を重ねて、最適な圧力範囲が、線
圧で０．３ｋｇ／ｍｍ以上０．５ｋｇ／ｍｍ以下である
ことをつきとめた。ここで、線圧とは、エアシリンダ１
４による鋼帯１２への押圧力Ｆ１を鋼帯１２の幅で除し
たものを示している。かかる範囲内に鋼帯１２への押圧
力Ｆ１を設定することによって、塗装表面にキズを発生
させずに幅方向の膜厚分布を一定にすることができる。
なお、押圧力Ｆ１の測定には、例えば、図示しないロー
ドセルを使用することができる。

【００１０】次に、図３を参照して、アプリケータロー
ルの変形例について、説明する。図３（Ａ）に示すロー
ルの一例であるグラビアロール１９は、外形をアプリケ
ータロール１１と同じに設定し、外周に沿って傾斜配置
された平行な多数の溝部２０を有している。図３（Ｂ）
に示すように、グラビアロール１９の外周の下部は、塗
料パン１７の塗料１６内に浸漬され、グラビアロール１
９の外周の上部は、鋼帯１２に接触している。また、グ
ラビアロール１９の外周の側部は、板状のドクターブレ
ード２１に接触している。グラビアロール１９が回転す
ると、グラビアロール１９の外周に塗料１６が付着し、
付着した塗料１６のうち、グラビアロール１９の外周よ
り半径方向外側にはみ出した部分は、グラビアロール１
９の外周に当接するドクターブレード２１によって掻き
取られる。そして、グラビアロール１９の溝部２０内に
残った一定量の塗料１６が鋼帯１２に転写される。この
ように構成することによって、ピックアップロールを省
略でき、装置の構成を簡略化することができる。

【００１１】次に、図４（Ａ）、（Ｂ）を参照して、本
発明の第２の実施の形態に係るロールコータ装置２２に
ついて説明する。なお、ロールコータ装置２２は、第１
の実施の形態に係るロールコータ装置１０のアプリケー
タロール１１の配置を変えたものであり、他の部分の構
成は同じにしているので、同一の構成部材には、同一番
号を付し、説明を省略する。ロールコータ装置２２のア
プリケータロール２３は、バックアップロール１３とオ
ーブン１５の間に配置され、通過する鋼帯１２を、例え
ば、図示しないスクリュージャッキによって上方に押圧
している。また、アプリケータロール２３の押圧力Ｆ２
は、図示しないロードセルを用いて測定している。アプ
リケータロール２３を上方に移動させると、鋼帯１２の
アプリケータロール２３に当接する部位が上方に移動し
て、鋼帯１２の長手方向両側には、張力Ｔ１がそれぞれ
発生する。張力Ｔ１の方向は、それぞれ図４（Ｂ）中の
左右の斜め下方になり、その合力はアプリケータロール
２３が鋼帯１２に加える押圧力Ｆ２と同じ大きさにな
る。鋼帯１２の傾き角θが左右共に同じとすると、押圧
力Ｆ２の大きさは、Ｆ２＝２・Ｔ１・ｓｉｎθになるの
で、ストリップ（鋼帯）押し上げ量ＬｔによってθとＴ
１を変更し、押圧力Ｆ２を調整することが可能である。

【００１２】次いで、図５（Ａ）、（Ｂ）を参照して、
第３の実施の形態に係るロールコータ装置２４について
説明する。なお、ロールコータ装置２４は、第１の実施
の形態に係るロールコータ装置１０の変形例に係るグラ
ビアロール１９と同形状のアプリケータロール２５を下
側に有し、アプリケータロール２５に対向配置されるバ
ックアップロール２６を上側に有しているが、他の部分
の構成は、第２の実施の形態に係るロールコータ装置２
２と同じにしているので、同一の構成部材には、同一番
号を付し、説明を省略する。バックアップロール２６と
アプリケータロール２５は、同一形状で、鋼帯１２の上
下に、鋼帯１２の長手方向に距離Ｌｏだけオフセットさ
れて配置されている。

【００１３】アプリケータロール２５は、図示しないね
じジャッキにより昇降可能に設けられ、アプリケータロ
ール２５の上端が、バックアップロール２６の下端より
も高くなるように設定されている。このときの、アプリ
ケータロール２５の上端とバックアップロール２６の下
端の高さの差をインターメッシュ量Ｌｉとする。インタ
ーメッシュ量Ｌｉを大きくしていくと、鋼帯１２の長手
方向に発生する張力Ｔ２の値が大きくなり、さらに、ア
プリケータロール２５による鋼帯１２の押圧力Ｆ３も大
きくなる。また、オフセット量Ｌｏを小さくすると、押
圧力Ｆ３が大きくなり、逆にオフセット量Ｌｏを大きく
すると、押圧力Ｆ３は小さくなる。左、右回りのモーメ
ントの釣り合いから関係式を求めると、Ｆ３≒Ｔ２・Ｌ
ｉ／Ｌｏとなり（Ｆ３は約Ｔ２・Ｌｉ／Ｌｏとなり）、
押圧力Ｆ３は、インターメッシュ量Ｌｉに略比例するの
で、アプリケータロール２５を昇降させることによっ
て、押圧力Ｆ３の制御を簡単に行うことができる。ま
た、押圧力Ｆ３は、オフセット量Ｌｏに反比例するの
で、アプリケータロール２５、又はバックアップロール
２６を横移動可能に設けておき、これを横移動させるこ
とによって押圧力Ｆ３の調整することも可能である。

【００１４】

【実施例】次に、第３の実施の形態に係るロールコータ
装置２４を用いた実施例について説明する。図５に示す
ように、アプリケータロール２５及びバックアップロー
ル２６の直径は、２５０ｍｍで、鋼帯１２の送り速度は
１００ｍｐｍ（ｍ／ｍｉｎ）にした。また、アプリケー
タロール２５の周速は、鋼帯１２の送り速度と同じで、
鋼帯１２とは逆方向に移動するように構成した。鋼帯１
２の板厚は１．２ｍｍ、板幅は１２００ｍｍに設定し
た。オフセット量Ｌｏは、１００ｍｍに固定し、インタ
ーメッシュ量Ｌｉは、アプリケータロール２５を図示し
ないスクリュージャッキで上昇させることによって調整
した。また、押圧力Ｆ３は、アプリケータロール２５の
軸方向両側に図示しないロードセルを設置して測定し
た。測定結果を表１に示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】表１の横欄には、押圧力Ｆ３を板幅で除し
た値である線圧を、０．１０ｋｇ／ｍｍから０．７０ｋ
ｇ／ｍｍまで、０．１ｋｇ／ｍｍおきに示している。縦
欄には、アプリケータロール２５の材質を示し、上欄に
従来使用されていたゴム製ロール、下欄に金属製のロー
ルの一例として鋼製のアプリケータロール２５を使用し
たときの結果を示している。ゴム製ロールを使用した場
合には、線圧の差によらず、良好な結果を示している。
これは、ゴムの弾力性によってロールの鋼帯１２への当
接部が部分的に圧縮されて変形し、鋼帯１２との接触面
積が大きくなったためと考えられる。一方、鋼製のアプ
リケータロール２５を使用した場合には、線圧が０．１
ｋｇ／ｍｍの場合には、未塗装部が発生し、０．２ｋｇ
／ｍｍの場合には、幅方向の膜厚が不均一になってい
た。また、０．６ｋｇ／ｍｍ、０．７ｋｇ／ｍｍの場合
には、鋼帯１２にキズが入っているのが発見された。
０．３ｋｇ／ｍｍ〜０．５ｋｇ／ｍｍの場合には、良好
な塗装面が得られた。

【００１７】図６（Ａ）に鋼製のアプリケータロール２
５を使用したときのインターメッシュ量Ｌｉ（ｍｍ）
と、線圧（ｋｇ／ｍｍ）の関係を示す。図示するよう
に、インターメッシュ量Ｌｉを０ｍｍから２５ｍｍま
で、５ｍｍおきに変化させたときの線圧を測定したが、
略比例している。図６（Ｂ）に鋼製のアプリケータロー
ル２５を使用したときの線圧（ｋｇ／ｍｍ）と、膜厚
（μｍ）の関係を示す。膜厚は、鋼帯１２の幅方向の３
点を測定した。線圧が０．２ｋｇ／ｍｍより小さいとき
には、膜厚のばらつきが大きく、約０．５μｍの差が見
られたが、線圧が０．３ｋｇ／ｍｍ以上のときの膜厚の
ばらつきは、０．２μｍ以内であった。このように線圧
を規定することによって塗装状態の制御を行うことがで
きる。鋼製のアプリケータロール２５を使用するので、
塗装開始前に調整を行っておけば、塗装中の塗装条件の
変動が少ないので、塗装途中での制御の手間を省くこと
ができ、品質管理を簡単に行うことができる。

【００１８】以上、本発明に係る実施の形態について説
明してきたが、本発明は、前記実施の形態に限定される
ものではなく、例えば、アプリケータロールの押圧に
は、エアシリンダの替わりにスプリングを使用すること
も可能である。また、アプリケータロールの材質には、
鋼以外の鉄、ステンレス、銅合金、アルミニウム合金等
を使用でき、また、セラミック等を使用することもでき
る。

【００１９】

【発明の効果】請求項１記載のロールコータ装置におい
ては、ロールが、金属又はセラミックで形成されている
ので、ロール表面の摩耗を小さくし、また、長時間塗料
に浸漬しても表面性状が変化しないので、メンテナンス
周期を長くすることができる。そして、請求項２記載の
ロールコータ装置を用いた塗装方法においては、ロール
を金属又はセラミックで形成し、ロールの薄鋼板への押
圧力を、０．３ｋｇ／ｍｍ以上０．５ｋｇ／ｍｍ以下の
線圧にするので、塗装膜厚にばらつきが発生して未塗装
部分が発生することを防止して塗装面の平坦度を一定範
囲内に確保し、また、薄鋼板の表面にキズが発生するこ
とを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ本発明の第１の実
施の形態に係るロールコータ装置の説明図と、同ロール
コータ装置のアプリケータロールの押圧方法の説明図で
ある。

【図２】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ同ロールコータ装
置のアプリケータロールの説明図である。

【図３】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ同ロールコータ装
置のアプリケータロールの変形例に係るグラビアロール
の説明図である。

【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ本発明の第２の実
施の形態に係るロールコータ装置の説明図と、同ロール
コータ装置のアプリケータロールの押圧方法の説明図で
ある。

【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ本発明の第３の実
施の形態に係るロールコータ装置の説明図と、同ロール
コータ装置のアプリケータロールの押圧方法の説明図で
ある。

【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれインターメッシュ
量及び線圧の関係を示すグラフと、線圧及び膜厚の関係
を示すグラフである。

【図７】従来例に係るロールコータ装置の説明図であ
る。

【符号の説明】

１０：ロールコータ装置、１１：アプリケータロール
（ロール）、１２：鋼帯（薄鋼板）、１３：バックアッ
プロール、１４：エアシリンダ、１５：オーブン、１
６：塗料、１７：塗料パン、１８：ピックアップロー
ル、１９：グラビアロール（ロール）、２０：溝部、２
１：ドクターブレード、２２：ロールコータ装置、２
３：アプリケータロール（ロール）、２４：ロールコー
タ装置、２５：アプリケータロール（ロール）、２６：
バックアップロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4D075 AC29 AC72 AC95 CA48 DA03 DB02 EA05 4F040 AA24 AB04 AC01 BA12 BA24 BA35 CB13 CB38

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロールの表面に塗料を付着させて、通過
する薄鋼板に連続的に塗装を行うロールコータ装置にお
いて、前記ロールは、金属又はセラミックで形成された
ことを特徴とするロールコータ装置。
【請求項２】ロールの表面に塗料を付着させて通過す
る薄鋼板に連続的に塗装を行うロールコータ装置を用い
た塗装方法であって、前記ロールは、金属又はセラミッ
クで形成され、しかも前記ロールの薄鋼板への押圧力
を、０．３ｋｇ／ｍｍ以上０．５ｋｇ／ｍｍ以下の線圧
にすることを特徴とするロールコータ装置を用いた塗装
方法。