JP2002254004A

JP2002254004A - コーティング方法及び装置

Info

Publication number: JP2002254004A
Application number: JP2001057850A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Hamada; 靖夫濱田; Kengo Iwata; 賢吾岩田; Genji Hotta; 源治堀田; Ryuji Yamada; 隆二山田
Original assignee: Toto Ltd; Nittetsu Elex Co Ltd
Current assignee: Toto Ltd; Nippon Steel Texeng Co Ltd
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2002-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】高粘度液体からなるコーティング剤を、品質
を低下させずに必要な厚さで効率良く、且つ、短い加工
時間で広いスペースを必要とせずに、被コーティング材
にコーティングすることができるコーティング方法及び
装置を提供する。【解決手段】回転体からなるワークＷの円周面に向け
て、コーティング剤Ｌを糸状に連続して吐出させ、ワー
クＷの円周面にコーティング剤Ｌを重なること無く螺旋
状に巻き付けるコーティング部１１と、コーティング部
１１から送り出されるワークＷの搬送路に設けられ、そ
のワークＷをコーティング剤Ｌの液垂れ防止のために回
転させつつ、表面を加熱し硬化させる加熱硬化部１２と
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、コーティング方
法及び装置に関し、特に、高粘度流体を回転体周面へ均
一にコーティングするコーティング方法及び装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気・電子部品、複写機やコンベ
ヤの皮膜ドラム、取っ手やノブ等の円筒形部材の表面
に、帯電を防止し、擦り傷等を付き難くし、耐薬品性や
耐熱性を向上させ、防錆・防臭機能を持たせ、或いは美
観を付与する等の目的で、機能性流体であるコーティン
グ剤をコーティングした製品が知られている。

【０００３】上記製品の中で、量産品としての電気・電
子部品、複写機やコンベヤの被膜ドラムにおいては、コ
ーティングに際し、高粘度（６００００ｃｐｓ以上）の
コーティング流体を用い、コーティング膜が厚く（０．
１ｍｍ以上）、製品に非コーティング域が存在するとい
う特徴がある。

【０００４】このような特徴を有する製品のコーティン
グ技術として、例えば、ドブ漬け法、フレキソ印刷法
（ｆｌｅｘｏｇｒａｐｈｙ）、転写法、スプレー噴霧
法、スクリーン印刷法、或いは刷毛塗り法等が用いられ
ていた。

【０００５】また、コーティング後のコーティング剤の
硬化には、加熱が必要であるが、コーティング剤が加熱
される迄の間に、重力による膜厚偏析が生じてしまう。
そこで、重力の影響を受けない程度の薄膜コーティング
を行って乾燥させ、これを複数回繰り返すことで、所定
の膜厚を確保していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たドブ漬け法、フレキソ印刷法、転写法、或いはスプレ
ー噴霧法の場合、低粘度流体しかコーティングすること
ができず、厚膜の形成が不可能であり（５０μｍ以
下）、塗布液の無駄が多く、更に、膜厚や塗布長さの制
御が困難であった。

【０００７】また、上述したスクリーン印刷法や刷毛塗
り法は、高粘度流体に適用可能であるが、スクリーン印
刷法は版の合わせ目に無塗布部分が発生することが避け
られず、刷毛塗り法は品質及び量産性が低くなってしま
う。

【０００８】つまり、転写法、フレキソ印刷法、刷毛塗
り法の場合、塗布流体が粘度により塗布媒体（刷毛や転
写ローラ）に付着することで、円筒面表面に載せた塗布
流体の引き剥がし現象が生じ、コーティング表面全域に
渡って細かな皺が分布したり、非塗布面が生じてしま
う。ドブ漬けの場合、塗布液槽から引き上げる際に重力
による液垂れ現象が生じて、場所による膜厚差やが発生
し、また、０．１ｍｍ以上の厚膜を形成することができ
ない。これらの対処方法としては、流体の粘度を下げる
しかない。

【０００９】また、スクリーン印刷の場合、印刷時、円
筒面スクリーン版の合わせ目に非塗布部が生じてしま
い、スプレー噴霧法の場合、高粘度ではスプレーの目が
詰まってしまう。

【００１０】このような状況にあって、電気・電子部
品、複写機やコンベヤの被膜ドラムにおいては、手作業
コーティングや複数回コーティングを余儀なくされてい
た。

【００１１】また、薄膜コーティングによる乾燥を複数
回繰り返すことで、所定の膜厚を確保していたため、製
品１個当たりの加工時間が長くなり製造工程も複雑にな
るのが避けられず、また、装置の操作や設備の設置に広
いスペースを必要としていた。

【００１２】この発明の目的は、高粘度液体からなるコ
ーティング剤を、品質を低下させずに必要な厚さで効率
良く、且つ、短い加工時間で広いスペースを必要とせず
に、被コーティング材にコーティングすることができる
コーティング方法及び装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係るコーティング方法は、回転体からな
る被コーティング材の円周面に向けて、高粘度液体から
なるコーティング剤を糸状に連続して吐出させ、前記被
コーティング材の円周面に前記コーティング剤を重なる
こと無く螺旋状に巻き付けるコーティング処理と、前記
コーティング剤の巻き付け後、前記コーティング剤が巻
き付けられた被コーティング材を前記コーティング剤の
液垂れ防止のために回転させつつ、前記コーティング剤
の表面を加熱し硬化させる硬化処理とを有することを特
徴としている。

【００１４】上記構成を有することにより、高粘度液体
からなるコーティング剤が、回転体からなる被コーティ
ング材の円周面に向けて、糸状に連続して吐出され、被
コーティング材の円周面に重なること無く螺旋状に巻き
付けられる。その後、コーティング剤が巻き付けられた
被コーティング材を、コーティング剤の液垂れ防止のた
めに回転させつつ、コーティング剤の表面が加熱され、
コーティング剤が硬化する。

【００１５】これにより、高粘度液体からなるコーティ
ング剤を、品質を低下させずに必要な厚さで効率良く、
且つ、短い加工時間で広いスペースを必要とせずに、被
コーティング材にコーティングすることができる。

【００１６】また、この発明に係るコーティング装置に
より、上記コーティング方法を実現することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。

【００１８】図１は、この発明の一実施の形態に係るコ
ーティング装置の概略構成を示す斜視図である。図１に
示すように、コーティング装置１０は、コーティング部
（コーティング手段）１１と加熱硬化部（硬化手段）１
２を有している。

【００１９】コーティング部１１により、回転体からな
るワーク（被コーティング材）Ｗの表面に、高粘度液体
からなるコーティング剤Ｌがコーティングされ、加熱硬
化部１２により、コーティング後のコーティング剤Ｌを
加熱乾燥し、硬化させる。

【００２０】コーティング装置１０によってコーティン
グされるワークＷは、ワーク投入部１３によりワーク作
業回転送り部１４に送られ、ワーク作業回転送り部１４
において、コーティング部１１及び加熱硬化部１２を経
た後、ワーク取り出し部１５によりワーク作業回転送り
部１４から取り出される。

【００２１】ワーク投入部１３は、カートリッジ１６、
搬送部１７、切り出し部１８、及び取り込み部１９を有
している。このワーク投入部１３において、複数のワー
クＷが格納されたカートリッジ１６から、ワークＷが１
本ずつ搬送部１７に取り出される。

【００２２】搬送部１７上のワークＷは、切り出し部１
８により所定間隔に分離されて自動ピッチ送りされ、搬
送部１７末端で、並設された２個の取り込み部１９の各
ハンド（挟持手段）２０に把持され、搬送部１７からワ
ーク作業回転送り部１４に２個ずつ供給される。

【００２３】取り込み部１９は、ワークＷを搬送部１７
からワーク作業回転送り部１４へ送り込むことができる
ように、例えば横移動可能に設置されており、ワークＷ
送り込みに際しての移動及び復帰を繰り返す。ハンド２
０は、取り込み部１９の下端に、下降時、ワーク作業回
転送り部１４の所定位置に達するように、伸縮部２１を
介して上昇下降自在に設置されている。

【００２４】図２は、図１のハンドを示し、（ａ）は斜
視図、（ｂ）は正面図である。図２に示すように、ハン
ド２０は、伸縮部２１に連結される取付部２２の下端
に、それぞけれ脚部２３を介して取り付けられた、一対
の挟持片２４，２４を有している。一対の挟持片２４，
２４は、各脚部２３が取付部２２をスライドするのに伴
い、取付部２２に沿って水平方向に互いに接近離反
（（ｂ）矢印参照）し、接近時、ワークＷを挟持する。

【００２５】各挟持片２４は、挟持するワークＷに対応
して、対向する辺が切り欠かれ、その辺に沿って配置さ
れた２個の回転ロール２５を有している。各回転ロール
２５は、一対の挟持片２４，２４により、回転するワー
クＷを回転したまま挟持することができるように、切り
欠かれた辺から一部を露出させると共に、それぞれ独立
して回転可能に軸支されている（（ａ），（ｂ）参
照）。

【００２６】図３は、図１の矢印Ａから見たコーティン
グ装置の一部を概略的に示す斜視図である。図３に示す
ように、ワーク作業回転送り部１４は、回転円盤２６、
支持台２７、大歯車２８、小歯車２９、ベアリング３
０、第１駆動モータ３１、及び第２駆動モータ３２を有
している。

【００２７】ワーク作業回転送り部１４に送り込まれた
ワークＷは、自転しつつ回転円盤２６の回転に伴って回
転軌跡上を移動し、途中に設置されたコーティング部１
１及び加熱硬化部１２を通過する。

【００２８】回転円盤２６は、支持台２７の軸受け部３
３に装着された盤面中心の回転支軸３４を介して、中心
軸回り、即ち、周方向に回転可能に、縦置き状態に配置
されて支持台２７に支持されている。この回転円盤２６
の一方の面側には、１個の大歯車２８と複数個の小歯車
２９が取り付けられており、他方の面側には、ワークＷ
が装着される。小歯車２９は、例えば、２０〜３０個設
けられるが、３個のみを図示する。

【００２９】大歯車２８は、回転支軸３４と同心にセッ
トされたベアリング３０を介して自転可能に、且つ、回
転円盤２６と別体に装着され、各小歯車２９は、大歯車
２８とそれぞれ噛合した状態で大歯車２８の周縁に配置
され、自転可能に、且つ、回転円盤２６と一体で移動可
能に、装着されている。

【００３０】これにより、回転円盤２６は、回転支軸３
４に取り付けたプーリ３５と第１駆動モータ３１の間に
掛け渡されたベルト３６を介して、大歯車２８は、ベア
リング３０と第２駆動モータ３２の間に掛け渡されたベ
ルト３７を介して、各小歯車２４は、大歯車２３を介し
て、それぞれ回転駆動される。

【００３１】図４は、図１のコーティング装置によるワ
ークチャッキング状態を説明する斜視図である。図４に
示すように、小歯車２９には、回転円盤２６を貫通して
（図３参照）、回転へッド３８が取り付けられている。
回転へッド３８の先端は、回転円盤２６の他方の面であ
るワーク装着側に突出しており、この先端に対向して、
ワーク押し付け部３９が設置されている。

【００３２】ワーク作業回転送り部１４に供給されたワ
ークＷは、ワーク押し付け部３９を介して回転へッド３
８に装着される。回転へッド３８に装着されたワークＷ
は、ワーク押し付け部３９により押し付けられており、
その摩擦力で小歯車２９の回転力がワークＷに伝えられ
る。

【００３３】回転へッド３８に装着され回転するワーク
Ｗは、回転円盤２６の回転に伴いコーティング部１１に
達する。コーティング部１１のワークＷの上方には、コ
ーティング剤Ｌを塗布するためのノズル４０が２基設置
されている。各ノズル４０は、取付手段（図示しない）
を介して、並設された一対のスライド部４１に、ワーク
Ｗ長手方向にスライド移動可能に装着されている。

【００３４】このノズル４０には、原料タンク４２から
コーティング剤Ｌがコーティング条件に応じて供給され
る。回転円盤２６に装着されたコーティング対象のワー
クＷがコーティング部１１に達すると、回転円盤２６は
回転を停止し、ワークＷは回転を続ける。

【００３５】回転し続けるワークＷに対し、２基のノズ
ル４０は、ワークＷの回転速度に同期した送り速度でワ
ークＷに沿って走行しつつ、ワークＷ表面に所定の距離
だけ、先端の吐出口からコーティング剤Ｌを塗布し、成
膜する。その後、ワーク作業回転送り部１４は、ワーク
Ｗの２ピッチ分回転しながら、ワークＷを２個ずつコー
ティングして行く。

【００３６】コーティングに際し、ワークＷ表面に生ず
る凹凸は、成膜中はワークＷの回転による遠心力で平滑
にすることができる。成膜後にもその必要がある場合
は、ワークＷ回転中に、エアーノズル４３（図４の二点
鎖線参照）を用いてエアを吹き付け平滑にする。

【００３７】このコーティング装置１０においては、回
転円筒体からなるワークＷに対し、面・線状コーティン
グではなく、以下に示す各種条件の下で点状コーティン
グが行われる。

【００３８】図５は、コーティング時のワークＷとノズ
ルの位置関係を示す説明図である。図６は、ワークＷの
適正回転数を説明するグラフで表した説明図である。（１）口径約０．１〜３ｍｍのノズルから空中へほぼ垂
直に吐出した糸状に連なるコーティング剤Ｌの液端（液
糸端）を、約３０〜２９００ｒｐｍで回転を与えた直径
約５〜１００ｍｍの円筒体に接触させ、且つ、ノズルに
送りを与えることで、液糸を隙間無く螺旋状に円筒表面
に巻き取らせ、コーティングを行う。（２）図５に示すように、円筒横断面を４等分する円弧
の中間位置に設置したノズルから、ほぼ垂直下方に液糸
端を出す、即ち、ワークＷの回転方向に沿ってコーティ
ング剤Ｌを吐出させることで、回転（方向を矢印で示
す）による円筒外周にできた乱流域ａ内の負圧領域によ
り、円筒表面に液糸が吸引され、液糸端部側面が円筒表
面へ着地・擬着する。（３）液糸端部の側面が円筒表面へ着地・擬着すること
で、液糸の断面形状が崩れず、コーティング端の寸法精
度及び表面品質を確保することができる。（４）糸液端部側面で着地させることは、円筒面への接
触面を最大にして、遠心力と滑りに打ち勝つ擬着力を確
保する効果がある。（５）この擬着力により、円筒表面に付着させた後、モ
ーメントにより円筒面への巻き付きを開始する。この
後、液の高粘度の性質により、液糸が切れることなく継
続して円周上に巻き付く。（６）このとき、液糸の繰り出し流量（Ｑ）は、円筒の
回転数（Ｎ）と同期する必要がある。

【００３９】送り量：Ａ、円筒直径：Ｄ、ノズル径：ｄ
とするとＱ＝（Ｎ×Ｄ×ｄ²）×（π²／４）となる。但し、Ｎ_l＞Ｎ＞Ｎ₂（図６（ａ）参照）一例として、液糸粘度＝６００００〜１４００００ｄｐ
ｓ、Ｄ＝８ｍｍ、ｄ＝０．３ｍｍ、の場合、Ｎ_l＝４０
０ｒｐｍ，Ｎ₂＝６００ｒｐｍとなる。（７）液糸は細く、液端は不定形のため、回転円筒接線
（図５参照）への確実な誘導が必要である。又、回転円
筒の接線近傍では、糸は吸引されるが、乱流域ａ内のノ
ズルに近いほうでは、逆に反発される。この２つの対策
のため、ノズルから円筒表面までの距離ｈは、膜厚寸法
とほぼ等しく設定する。（８）ノズルの開口を平坦な面にすることで、空気の乱
流・円筒の回転モーメント・液の重力・液の粘性に打ち
勝って液糸端の形状を一定にすることが可能となり、コ
ーティング端の寸法精度を確保することができる。（９）回転と同時にノズルに送りを与えると液糸はねじ
りを加えられるが、高粘度により切れることなく、円筒
表面に螺旋状に液糸を巻きつける。（ｌ０）このときのノズル送り速度を回転と同期させる
ことで、液糸が重なることなく隙間無く巻き付く。この
ときのノズル送り速度Ｖは、Ｖ＝Ｎ×ｄ（但し、Ｎ_l＞
Ｎ＞Ｎ₂（図６（ａ）参照））（１１）コーティング長さだけノズルを移動した後、液
の吐出を停止するが、ワークＷの回転は続行する。（１２）液糸が重なること無く隙間無く巻き付くこと
で、隣り合う糸環の接触部において、重力による断面形
状の崩壊と表面張力による互いの引き合い現象が生じ、
隣り合う糸環同士が融合する。これにより、装置の動作
や条件設定の誤差、或いは外乱により、隣り合う糸環の
間に隙間があったりピンホールが生じても、隙間は無く
なる。（１３）成形時に生じたコーティング円周上の凹面は、
遠心力により均一な膜厚となる（１４）円筒面に沿ってほぼ平行に配置されたエアーノ
ズル４３により、成形時に生じた円周上の凸面やダマ等
を均すことができる。（１５）液糸内に存在していたり、コーティング時に巻
き込んだ気泡は、円筒の回転による遠心力によって消泡
される。（１６）上記（１１）〜（１４）により、コーティング
表面には平滑、且つ、一様な面が形成される（１７）図６に示すように、回転が遅いと、重力による
コーティング剤Ｌの垂れ込み現象が生じ、逆に早すぎる
と、遠心力によるコーティング剤Ｌ凸部分の飛び出し現
象（（ｂ）参照）が生じるため、適正回転数が存在する
（（ａ）参照）。

【００４０】図中、Ｎ_l：適正回転速度（最小），
Ｎ₂：適正回転速度（最大），γ：膜厚比（γ＝β／
α）（（ｂ）参照），α：設計膜厚，β：重力又は遠心
力による飛び出し量、である。（１８）平滑なコーティング面が得られた後、回転を停
止した途端、重力による垂れ込みが始まり、コーティン
グ膜厚が一様でなくなる。そこで、ノズルからの液吐出
停止後、円筒を回転しながら円筒側面を加熱して溶剤蒸
発等による硬化を行う。

【００４１】硬化時間（τ）は、加熱温度（ｔ）と回転
数（Ｎ）と液の物性により決まる経験値となる。また、
加熱温度（ｔ）は、溶剤の揮発温度または熱硬化性樹脂
の硬化温度（Ｔ）と回転による冷却係数（ξ）から、ｔ
＝ξ×Ｔとなる。このτ時間経過後に回転を停止して、
円筒面へのコーティングを終了する。

【００４２】コーティングが終了したワークＷは、回転
円盤２６の回転に伴い、ワークＷ移動軌跡上に配置され
た外径測定装置４４を通過する。外径測定装置４４によ
り、ワークＷの外径が測定され、それを基にワークＷの
コーティング厚みが検出される。検出結果は、コーティ
ング条件制御装置４５にフイードバックされ、ワークＷ
の回転速度とノズル４０の送り速度等が、常時、最適条
件に設定される。

【００４３】外径測定装置４４を通過したワークＷは、
回転円盤２６の回転に伴って、加熱硬化部１２に達し、
ワーク表面加熱部４６の内部を通過する。ワーク表面加
熱部４６は、回転円盤２６によるワークＷ移動軌跡を覆
うように、回転円盤２６のほぼ半周に渡ってトンネル状
に形成されており、内部には、ワークＷを加熱するため
のセラミックヒータ４７が設置されている。

【００４４】ワーク表面加熱部４６を通過するワークＷ
は、セラミックヒータ４７によって加熱され、コーティ
ング剤Ｌの塗布膜から溶剤を揮発させて、ワーク表面加
熱部４６内を移動する。

【００４５】回転円盤２６の回転に伴って、ワーク表面
加熱部４６を通過したワークＷは、取り出し部４８によ
り、ワーク作業回転送り部１４から払い出しコンベヤ４
９に取り出される。

【００４６】取り出し部４８は、取り込み部１９とほぼ
同一の構造及び機能を有しており、回転円盤２６と共に
移動中のワークＷを、ハンド２０により把持して回転円
盤２６から取り出す。取り出されたワークＷは、ワーク
作業回転送り部１４に隣接する払い出しコンベヤ５０に
移され、取り込み部１９とほぼ同一の構造及び機能を有
する払い出し部５１により、払い出しコンベヤ５０から
後続ラインへと自動搬出される。

【００４７】このコーティング装置１０により、円筒表
面を持つワークＷは、ワーク作業回転送り部１４で軸線
回りに回転され、この回転速度に同期した送り速度で移
動する微小直径のノズル４０により、コーティング剤Ｌ
である高粘度ペーストが、ノズル４０の送り速度と同期
した流量で表面に塗布される。

【００４８】この結果、ワークＷの表面には、ノズル４
０の走行した距離に等しい幅に渡って、ノズル４０の内
径を外径とする高粘度ペーストの糸状連続抽出物が、そ
の外表面を互いに接触させた螺旋状に巻き付けられる。

【００４９】高粘度ペーストが塗布されたワークＷに、
ノズル４０からの高粘度ペースト吐出終了後も適切な時
間回転を与え続けることで、半径方向の凸凹が遠心力で
均され、また、高粘度ペーストの表面張力で軸線方向の
螺旋の山谷が平滑化されることにより、均一なコーティ
ング厚さを得ることができる。

【００５０】その後、コーティング表面から溶剤等を揮
発させると共に、重力による半径方向への表面の型崩れ
が無くなるまでワークＷに回転を与え続けることによ
り、ワークＷのコーティング厚みと表面の平滑さを確定
することができる。

【００５１】なお、上述したコーティング方法における
諸条件は、以下の通りである。

【００５２】コーティング液１．高粘度（６００００〜１４００００ｃｐｓ）２．微細粒子混在も可能被コーティング材（ワークＷ）１．小径円筒（直径約５〜１００ｍｍ）２．材質：有機・無機材等種別を問わないコーティング条件１．塗布位置：長さ方向任意の場所を指定可能２．塗布長さ：自由に設定可能（特に１００ｍｍ以下に
有効）３．同一表面上の塗布個所：単数でも複数でも可能４．膜厚：約０．１ｍｍ以上で自由に設定可能５．塗布速度：３（ｍｍ／秒）／１本以上６．乾燥：室温で約５分間放置、その後約１５０℃で約
１５分加熱コーティング品質１．塗布欠絶（ピンホール、亀裂、加工模様、ムラ等）
が発生しないこと２．塗布長さ公差：膜厚以下３．膜厚公差：膜厚の約２５％以下図７は、この発明の他の実施の形態に係るノズルを示す
斜視図である。図７に示すように、ノズル４０には、先
端の吐出口近傍にレーザ式間隔センサ５２が取り付けら
れている。このレーザ式間隔センサ５２により、ノズル
４０の吐出口からコーティング位置までの距離ｈ（図５
参照）寸法を計測することができる。よって、距離ｈの
自動保持制御が可能になり、外径が変化する回転体５３
（図７参照）表面へのコーティングも可能となる。

【００５３】図８は、この発明の更に他の実施の形態に
係るノズルを示す斜視図である。図８に示すように、ノ
ズル５４は、それぞれ個別に開閉可能な複数の吐出口５
５を有している。

【００５４】ノズル５４は、機器保持ブラケット５６を
介して、コーティング部１１の一対のスライド部４１
（図１参照）に固定される。機器保持ブラケット５６に
は、ノズル回転用モータ５７により回転駆動される小歯
車５８と、小歯車５８を介して回転する大歯車５９が設
けられている。

【００５５】大歯車５９を介して、コーティング液分配
弁体６０の分配ポート６１、分配ポート６１に連通する
絞りノズル６２、絞りノズル６２に連通する中継ノズル
６３、及び中継ノズル６３に連通する複合ノズル６４が
連動し、ノズル回転用モータ５７の回転角度分、これら
が水平面に沿うように回転移動する。複合ノズル６４
は、複数本（５本のみ図示）のノズルを並列に並べ一体
化して形成されている。

【００５６】コーティング液分配弁体６０は、分配ポー
ト６１に連通すると共に、コーティング剤Ｌが充填され
る弁室６５を有しており、充填時の圧力で、コーティン
グ剤Ｌが分配ポート６１へ送り出される。分配ポート６
１へ送り出されたコーティング剤Ｌは、絞りノズル６２
により、複合ノズル６４のノズル径まで流量が縮小さ
れ、中継ノズル６３を経て複合ノズル６４の各々に供給
される。

【００５７】弁室６５には、弁体移動用ボールネジ６６
が連結された弁体６７が密着状態に挿入されている。弁
体移動用ボールネジ６６が、弁体移動用モータ６８によ
り回転駆動されると、弁体６７は弁室６５に対して進出
退避する。この弁体６７の出入りにより、任意の数だけ
分配ポート６１を閉じることができ、複合ノズル６４か
ら吐出されるコーティング剤Ｌの帯の幅を調節すること
ができる。

【００５８】ノズル５４の移動速度、コーティング液分
配弁体６０の回転角、及び複合ノズル６４における使用
ノズル本数等を調整することにより、様々なパターンで
ワークＷへコーティングすることが可能となる。

【００５９】図９は、コーティングパターン形成時のノ
ズル調整方法を示す説明図である。図９に示すように、
幅広のノズル４０を用いて、ワークＷに対するコーティ
ング剤Ｌの吐出角度を変化させることにより、幅の調整
（（ａ），（ｂ）参照）を行い、また、送り方向と回転
を調整することにより、様々な種類のパターン
（（ｃ），（ｄ）参照）が可能である。また、コーティ
ング剤Ｌの送り速度を速める等の各種制御を行い、１本
のノズル４０で下塗りからパターン塗り、更には特殊塗
りまで可能である。

【００６０】このように、この発明によれば、コーティ
ング部１１において、回転体からなるワークＷの円周面
に向けて、高粘度液体からなるコーティング剤Ｌを糸状
に連続して吐出させる。これにより、ワークＷの円周面
には、コーティング剤Ｌが重なること無く螺旋状に巻き
付けられる。

【００６１】加熱硬化部１２は、コーティング部１１か
ら送り出される、コーティング剤Ｌが巻き付けられたワ
ークＷの搬送路に設けられている。この加熱硬化部１２
において、コーティング剤Ｌが巻き付けられたワークＷ
は、コーティング剤Ｌの液垂れ防止のために回転しつ
つ、コーティング剤Ｌの表面が加熱され、コーティング
剤Ｌを硬化させる。

【００６２】つまり、この発明では、回転しながら乾燥
する機構を採用したことにより、重力の悪影響を排除し
つつ乾燥硬化することができ、コーティングも一度で、
且つ、全自動で可能となり、省スペース、省力化を実現
する。

【００６３】また、コーティングに際しては、膜厚均一
化のための非加熱回転と、膜硬化のための加熱回転とを
必要とするが、常時回転によるワークＷ周りの気流によ
る冷却硬化のための機構を備え、成膜部と加熱部を一直
線上ではなく円周上に配置した、輻射熱の直撃を避ける
ワークＷ配置により、コーティング部と加熱部を同一ラ
イン上に配置したことから、装置の一体化を実現した。

【００６４】即ち、コーティング部１１及び加熱硬化部
１２は、円形の搬送路を形成するワーク作業回転送り部
１４により、同一ライン上に配置されており、ワークＷ
は、ワーク作業回転送り部１４の、縦置き配置されて中
心軸回りに周方向に回転移動する回転円盤２６によっ
て、自転しつつ保持され、コーティング部１１から加熱
硬化部１２へと、順次、移動する。

【００６５】これにより、円筒面を持つガラス、樹脂、
セラミック、金属等の無垢材、パイプの表面に、ガラス
結晶粒子、顔料、溶剤、パインド等から生成されてい
る、約１０００００ｃｐｓ以上の高粘度ペーストからな
るコーティング剤Ｌを、任意の幅で、膜厚約０．１ｍｍ
以上で、更に、表面粗さが膜厚の約１／１０の精度で、
均一に皮膜することができる。更に、短い加工時間で広
いスペースを必要とせずに、ワークＷへのコーティング
が可能になる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、高粘度液体からなるコーティング剤が、回転体から
なる被コーティング材の円周面に向けて、糸状に連続し
て吐出され、被コーティング材の円周面に重なること無
く螺旋状に巻き付けられる。その後、コーティング剤が
巻き付けられた被コーティング材を、コーティング剤の
液垂れ防止のために回転させつつ、コーティング剤の表
面が加熱され、コーティング剤が硬化する。

【００６７】これにより、高粘度液体からなるコーティ
ング剤を、品質を低下させずに必要な厚さで効率良く、
且つ、短い加工時間で広いスペースを必要とせずに、被
コーティング材にコーティングすることができる。

【００６８】また、この発明に係るコーティング装置に
より、上記コーティング方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態に係るコーティング装
置の概略構成を示す斜視図である。

【図２】図１のハンドを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）
は正面図である。

【図３】図１の矢印Ａから見たコーティング装置の一部
を概略的に示す斜視図である。

【図４】図１のコーティング装置によるワークチャッキ
ング状態を説明する斜視図である。

【図５】コーティング時のワークＷとノズルの位置関係
を示す説明図である。

【図６】ワークＷの適正回転数を説明するグラフで表し
た説明図である。

【図７】この発明の他の実施の形態に係るノズルを示す
斜視図である。

【図８】この発明の更に他の実施の形態に係るノズルを
示す斜視図である。

【図９】コーティングパターン形成時のノズル調整方法
を示す説明図である。

【符号の説明】

１０コーティング装置１１コーティング部１２加熱硬化部１３ワーク投入部１４ワーク作業回転送り部１５ワーク取り出し部１６カートリッジ１７搬送部１８切り出し部１９取り込み部２０ハンド２１伸縮部２２取付部２３脚部２４挟持片２５回転ロール２６回転円盤２７支持台２８，５９大歯車２９，５８小歯車３０ベアリング３１第１駆動モータ３２第２駆動モータ３３軸受け部３４回転支軸３５プーリ３６，３７ベルト３８回転へッド３９ワーク押し付け部４０，５４ノズル４１スライド部４２原料タンク４３エアーノズル４４外径測定装置４５コーティング条件制御装置４６ワーク表面加熱部４７セラミックヒータ４８取り出し部４９払い出しコンベヤ５０払い出しコンベヤ５１払い出し部５２レーザ式間隔センサ５３回転体５５吐出口５６機器保持ブラケット５７ノズル回転用モータ６０コーティング液分配弁体６１分配ポート６２絞りノズル６３中継ノズル６４複合ノズル６５弁室６６弁体移動用ボールネジ６７弁体６８弁体移動用モータＬコーティング剤Ｗワークａ乱流域ｈ距離

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０５Ｄ 3/02 Ｂ０５Ｄ 3/02 Ｚ 7/24 ３０１ 7/24 ３０１Ｋ (72)発明者岩田賢吾福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内 (72)発明者堀田源治東京都中央区日本橋本町１丁目９番４号株式会社日鉄エレックス内 (72)発明者山田隆二東京都中央区日本橋本町１丁目９番４号株式会社日鉄エレックス内Ｆターム(参考） 4D075 AC08 AC65 AC73 AC92 AC94 AC96 BB14Z BB24Y BB25Y BB26Z BB36Z CA02 CA18 CA22 CA33 CA44 CA45 CA48 DA15 DA20 DB01 DB13 DB14 DC16 DC19 DC21 EA14 EA31 4F041 AB01 BA23 BA38 BA56 CA02 CA22 4F042 AA03 BA05 BA08 BA25 CA01 DB17 DF12 DF32 EB13 EB18 EB29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転体からなる被コーティング材の円周面
に向けて、高粘度液体からなるコーティング剤を糸状に
連続して吐出させ、前記被コーティング材の円周面に前
記コーティング剤を重なること無く螺旋状に巻き付ける
コーティング処理と、前記コーティング剤の巻き付け後、前記コーティング剤
が巻き付けられた被コーティング材を前記コーティング
剤の液垂れ防止のために回転させつつ、前記コーティン
グ剤の表面を加熱し硬化させる硬化処理とを有すること
を特徴とするコーティング方法。
【請求項２】前記硬化処理の後も、前記コーティング剤
が巻き付けられた被コーティング材の回転が継続される
ことを特徴とする請求項１に記載のコーティング方法。
【請求項３】前記コーティング処理は、前記被コーティング材に巻き付けた前記コーティング剤
の膜厚が均一化されるように、前記被コーティング材の
回転による遠心力と前記コーティング剤の表面張力を調
整して、前記被コーティング材を軸線回りに回転させて
行われることを特徴とする請求項１または２に記載のコ
ーティング方法。
【請求項４】前記硬化処理は、加熱し硬化させる前の室温による硬化を経て行われるこ
とを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のコー
ティング方法。
【請求項５】前記コーティング処理の後も、前記コーテ
ィング剤が巻き付けられた被コーティング材の回転が継
続されることを特徴とする請求項３または４に記載のコ
ーティング方法。
【請求項６】前記コーティング剤は、粘度が６００００
ｃｐｓから１０００００ｃｐｓであることを特徴とする
請求項１から５のいずれかに記載のコーティング方法。
【請求項７】前記コーティング剤は、負圧により吸引さ
れて先端部側面が前記被コーティング材の円周面に付着
するように、前記被コーティング材の軸線回りの回転に
より外周近傍に発生する空気乱流領域内に、前記被コー
ティング材の回転方向に沿って吐出されることを特徴と
する請求項３から６のいずれかに記載のコーティング方
法。
【請求項８】前記被コーティング材の回転は、巻き付け
られた前記コーティング剤が重力による垂れ込み現象を
生じさせず遠心力による凸部分の飛び出し現象を生じさ
せない適正範囲に、調整されることを特徴とする請求項
３から７のいずれかに記載のコーティング方法。
【請求項９】前記被コーティング材は、直径５〜１００
ｍｍの小径円筒体であり、前記コーティング剤による膜
は、０．１ｍｍ以上の膜厚で表面粗さが膜厚の１／１０
の精度であることを特徴とする請求項１から８のいずれ
かに記載のコーティング方法。
【請求項１０】回転体からなる被コーティング材の円周
面に向けて、高粘度液体からなるコーティング剤を糸状
に連続して吐出させ、前記被コーティング材の円周面に
前記コーティング剤を重なること無く螺旋状に巻き付け
るコーティング手段と、前記コーティング手段から送り出される、前記コーティ
ング剤が巻き付けられた被コーティング材の搬送路に設
けられ、前記コーティング剤が巻き付けられた被コーテ
ィング材を前記コーティング剤の液垂れ防止のために回
転させつつ、前記コーティング剤の表面を加熱し硬化さ
せる硬化手段とを有することを特徴とするコーティング
装置。
【請求項１１】前記コーティング剤の巻き付け時、及び
／又は前記コーティング剤の表面加熱時、前記被コーテ
ィング材を軸線回りに回転させる回転手段を有すること
を特徴とする請求項１０に記載のコーティング装置。
【請求項１２】前記回転手段の回転を、前記被コーティ
ング材に巻き付けた前記コーティング剤の膜厚を均一化
するように、また、液垂れを防止するように、また、前
記コーティング剤が重力による垂れ込み現象を生じさせ
ず遠心力による凸部分の飛び出し現象を生じさせないよ
うに、適正範囲に制御する回転制御手段を有することを
特徴とする請求項１１に記載のコーティング装置。
【請求項１３】前記コーティング剤が、負圧により吸引
されて先端部側面が前記被コーティング材の円周面に付
着するように、前記被コーティング材の軸線回りの回転
により外周近傍に発生する空気乱流領域内に、前記被コ
ーティング材の回転方向に沿って、前記コーティング剤
を吐出させるノズルを有することを特徴とする請求項１
０から１２のいずれかに記載のコーティング装置。
【請求項１４】前記コーティング手段及び硬化手段は、
円形の搬送路からなる同一ライン上に配置されているこ
とを特徴とする請求項１０から１３のいずれかに記載の
コーティング装置。
【請求項１５】前記円形の搬送路からなる同一ライン
は、前記被コーティング材を自転させつつ保持する回転
円盤を、縦置き配置して中心軸回りに回転させるワーク
作業回転送り部により形成されることを特徴とする請求
項１４に記載のコーティング装置。
【請求項１６】前記ノズルは、前記ワーク作業回転送り
部での前記被コーティング材の回転速度に同期した送り
速度で移動し、前記コーティング剤は、この送り速度と同期した流量で
前記被コーティング材の表面に塗布されることを特徴と
する請求項１５に記載のコーティング装置。
【請求項１７】前記被コーティング材の前記円形の搬送
路からなる同一ラインへの投入及び取り出しに際し、前
記被コーティング材を回転したまま挟持することができ
る挟持手段を有することを特徴とする請求項１５または
１６に記載のコーティング装置。
【請求項１８】前記挟持手段は、互いに接近離反し、接
近時、前記被コーティング材を挟持する一対の挟持片を
有し、前記各挟持片は、挟持する前記被コーティング材
に対応して切り欠かれた対向辺から一部を露出させると
共に、それぞれ独立して回転可能に軸支され前記対向辺
に沿って配置された、２個の回転ロールを備えているこ
とを特徴とする請求項１７に記載のコーティング装置。
【請求項１９】前記硬化手段は、前記回転円盤による前記被コーティング材の移動軌跡を
覆うように、前記回転円盤のほぼ半周に渡ってトンネル
状に形成されたワーク表面加熱部と、前記ワーク表面加熱部の内部に設置された、前記被コー
ティング材を加熱するためのセラミックヒータとを有す
ることを特徴とする請求項１５から１８のいずれかに記
載のコーティング装置。
【請求項２０】前記コーティング剤は、粘度が６０００
０ｃｐｓから１０００００ｃｐｓであることを特徴とす
る請求項１０から１９のいずれかに記載のコーティング
装置。
【請求項２１】前記被コーティング材は、直径５〜１０
０ｍｍの小径円筒体であり、前記コーティング剤による
膜は、０．１ｍｍ以上の膜厚で表面粗さが膜厚の１／１
０の精度であることを特徴とする請求項１０から２０の
いずれかに記載のコーティング装置。