JP2013126656A

JP2013126656A - ロールコータ

Info

Publication number: JP2013126656A
Application number: JP2012246020A
Authority: JP
Inventors: Akihisa Yamamoto; 章央山本
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2011-11-14
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2013-06-27
Anticipated expiration: 2032-11-08
Also published as: JP6102192B2

Abstract

【課題】アプリケータロールからの塗工液の飛散を防止できるロールコータを提供する。
【解決手段】コータパン（１）内の塗工液（２）をピックアップロール（３）で汲み上げ、汲み上げた塗工液（２）の液量をミタリングロール（４）で調整した後、アプリケータロール（５）に転写し、アプリケータロール（５）に転写した塗工液（２）を鋼帯（６）に転写するロールコータにおいて、板状体の側部にピックアップロール外周面側に突き出た鉤形部を有する鉤形塗工液掻き取り板（７）を、ピックアップロール（３）とミタリングロール（４）の転接部から、ピックアップロール（３）頂部までの間のピックアップロール（３）側面に当接させて、ピックアップロール（３）側面に付着した塗工液を掻き取るようにしたことを特徴とするロールコータ。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼帯に連続的に塗工液を塗装するロールコータに関する。

鋼帯に連続的に化成処理液、塗料等の塗工液を塗装するのに、ロールコータが広く用いられている。

ロールコータには、２本のコータロールを用いるロールコータ（２ロールコータ）や３本のコータロールを用いるロールコータ（３ロールコータ）等があるが、ローピングの発生を防止でき、膜厚制御を行いやすいことから、近年、３ロールコータの採用が多い。

３ロールコータでは、図４に示すように、コータパン１内の塗工液２をピックアップロール３で汲み上げ、汲み上げた塗工液２の液量（付着量）をミタリングロール４で調整した後、アプリケータロール５に転写し、アプリケータロール５に転写した塗工液２を鋼帯６に転写し、鋼帯６を加熱炉で乾燥・焼付して所望塗膜を有する鋼帯を得る。図４中の実線矢印はロールの回転方向、鋼帯の走行方向を示す。

上記の方法で塗工液を塗装すると、アプリケータロール５から塗工液が飛散する問題がある。図４中の点線矢印は、塗工液の飛散方向を示す。塗工液の飛散は、アプリケータロール周速が速くなるほど顕著になる。塗工液が飛散すると、設備や環境を汚染するだけでなく、製品に付着して外観不良になる問題がある。

アプリケータロールからの塗工液の飛散を防止する技術として、以下の技術が開示されている。

特許文献１には、塗工液の飛散を防止するため、ピックアップロール周速を２０〜８０ｍｐｍ、アプリケータロール周速を通板速度以上の２００〜１０００ｍｐｍ、塗工液粘度を１〜１０ｍＰａ・ｓに設定することが記載されている。しかし、実際の塗装では、塗工液の付着量制御、塗装外観の安定化のために、ロール周速及び塗工液粘度などの塗装条件を優先して決定する必要があり、塗工液の飛散防止を優先して塗装条件を決定することができない。特にアルミニウム粉や艶消し剤などの固形物を含んだ塗料は、良好な付着量制御、良好な塗装外観を確保できる塗装条件の範囲が狭いため、良好な付着量制御、良好な塗装外観を確保しながら塗料の飛散を防止できる塗装条件を決定することは著しく困難である。

特許文献２には、アプリケータロール表面の鋼帯幅を超える部分に残存した塗布液がロール回転の遠心力によってアプリケータロールから飛散する問題を、空隙部を有する塗布液吸収材をアプリケータロール胴部側面に接触させて設け、アプリケータロール表面に残存する塗布液を前記塗布液吸収材に吸収させ、吸収した塗布液を塗布液吸収材の空隙部を通って下方に流下させることで、アプリケータロールからの塗布液の飛散を防止することが記載されている。しかし、本発明者らが検討したところ、この方法は、アプリケータロールからの塗工液の飛散を防止する効果が不十分であった。

特開平１０−３０９５１２号公報特開２００８−１４９２５９号公報

本発明は、前記従来技術の問題点を鑑みて、アプリケータロールからの塗工液の飛散を防止できるロールコータを提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の手段は下記のとおりである。

（１）コータパン内の塗工液をピックアップロールで汲み上げ、汲み上げた塗工液の液量をミタリングロールで調整した後、アプリケータロールに転写し、アプリケータロールに転写した塗工液を鋼帯に転写するロールコータにおいて、
板状体の側部にピックアップロール外周面側に突き出た鉤形部を有する鉤形塗工液掻き取り板を、ピックアップロールとミタリングロールの転接部から、ピックアップロール頂部までの間のピックアップロール側面に当接させて、ピックアップロール側面に付着した塗工液を掻き取るようにしたことを特徴とするロールコータ。

（２）前記鉤形塗工液掻き取り板は、ピックアップロール回転方向に板面とピックアップロール側面との間隔が広くなるように、板面をピックアップロール側面に対して傾斜させて配置することを特徴とする（１）記載のロールコータ。

本発明によれば、ロール周速、塗工液の粘度等の塗装条件にかかわらず、アプリケータロールからの塗工液の飛散を防止できる。ピックアップロール側面で掻き取られた塗工液は遠心力および慣性力により塗工液掻き取り板に沿ってピックアップロール側面外周（コーナー部）へ移動する。塗工液掻き取り板が正方形または長方形の板状体の場合、ピックアップロールの側面にしか接しないため、掻き取られた塗工液が外周面に移動し、塗工液の飛散を防止する効果が不十分であるが、本発明において、塗工液掻き取り板はロール外周面側に突き出た鉤形部を有するため、塗工液のロール外周面への移動を防止して、塗工液の飛散を十分に防止することができる。

本発明によれば、良好な付着量制御、良好な塗装外観を確保できる塗装条件の範囲が狭いアルミニウム粉や艶消し剤などの固形物を含んだ塗料を塗装しても、良好な付着量制御、良好な塗装外観を確保できる塗装条件のままで、アプリケータロールからの塗工液の飛散を確実に防止することができる。

本発明の実施形態に係るロールコータの要部を示す側面図である。本発明の実施形態に係るロールコータに使用する鉤形塗工液掻き取り板の一実施形態を示す側面図である。鉤形塗工液掻き取り板の配置状態を示す模式図である。従来技術のロールコータの要部を示す側面図である。

本発明者らは、アプリケータロールで発生する塗工液の飛散について種々調査したところ、以下の事項が明らかになった。コータパンに下部が浸漬されたピックアップロール側面（胴部側面）に付着して持ち上げられた塗工液が、ピックアップロール回転による遠心力によりピックアップロール側面（胴部側面）外周側に移動し、一部はさらにピックアップロールの外周面端部にも移動し、アプリケータロールとの転接部でアプリケータロール側面に移動し、またアプリケータロール外周面端部に転写される。アプリケータロール側面に移動した塗工液と外周面端部に転写された塗工液は、アプリケータロールの遠心力によりアプリケータロール側面外周側及び外周面端部へ移動し、液膜が次第に厚くなり、アプリケータロールから塗工液が飛散するようになる。ピックアップロール周速が速くなるとピックアップロール側面に付着して持ち上げられる塗工液量が増加し、アプリケータロール側面に移動する塗工液量が増加するため、この現象は、ピックアップロール周速が速いほど顕著になる。ピックアップロール側面に付着した塗工液が遠心力によりピックアップロール外周面端部に移動し、塗工液がアプリケータロール側面外周に移動して飛散するようになる前にピックアップロール側面の塗工液を掻き落とし、鉤形部によりピックアップロール外周面端部からアプリケータロール外周面端部への塗工液の転写を防止すれば、アプリケータロールからの塗工液の飛散を防止できると考えられた。本発明はこの考えに基づくものである。

以下、本発明について詳しく説明する。

図１は本発明の実施形態に係るロールコータの要部を示す側面図である。図１において、１は、塗工液２を貯留するコータパン、３はピックアップロール、４はミタリングロール、５はアプリケータロール、６は鋼帯、７は鉤形塗工液掻き取り板である。

ピックアップロール３とミタリングロール４の転接時に、ピックアップロール側面に付着する塗工液があるため、塗工液の掻き取りは、ピックアップロール３がミタリングロール４に転接後に行う。塗工液の掻き取りが遅いと、掻き取った塗工液がピックアップロールの軸部に落下してロール軸部を汚すおそれがあるため、鉤形塗工液掻き取り板７は、ピックアップロール３とミタリングロール４の転接部からピックアップロール頂部までの間のピックアップロール側面に、鉤形塗工液掻き取り板７の基部７ａを当接させて配置する。

図２は、鉤形塗工液掻き取り板７の一実施形態を示す側面図である。鉤形塗工液掻き取り板７は、板状体で構成され、ピックアップロール３のロール側面に当接させる基部７ａと、基部上部に側方（ピックアップロール外周面側）に突き出た方形（４角形）の鉤形部７ｂを有する。

図３は、鉤形塗工液掻き取り板７の配置状態を示す模式図で、ロールを斜め上から見たときの状態を示す。ロールの軸部は記載されていない。図３中の矢印は、ロールの回転方向を示す。鉤形塗工液掻き取り板７は、ピックアップロール３の回転方向にピックアップロール側面との間隔が広くなるように、その板面をピックアップロール側面に対して傾斜させて配置することが好ましい。これにより、掻き取られた塗工液２が鉤形塗工液掻き取り板７とピックアップロール側面の間に滞留することなく、ピックアップロール下方に排出される。また、ピックアップロール外周面に接している鉤形部についても、掻き取られた塗工液２がピックアップロール側面に移動しピックアップロール側面より下方に排出されるので、掻き取った塗工液２の飛散も防止できる。鉤形塗工液掻き取り板７の鉤形部７ｂは、基部７ａ側をピックアップロール外周面に接するようにしてまたは近接させて配置する。

掻き取った塗工液がピックアップロールの軸部に落下するのを防止するため、鉤形塗工液掻き取り板７のピックアップロール側面への当接部は、ピックアップロールの軸部（図示なし）よりもミタリングロール側に位置するようにすることが好ましい。鉤形塗工液掻き取り板７は、ピックアップロールの両側に配置される。

ピックアップロール３の下部は、塗工液２に浸漬されている。コータパン１から引き上げられた直後のピックアップロール側面には、ピックアップロール３の浸漬深さに対応する幅（ピックアップロール外周からの幅、図１中の寸法Ａ′）の塗工液２が付着する。ピックアップロール回転による遠心力で塗工液２はロール外周側に移動するので、鉤形塗工液掻き取り板７を当接させた位置では、ピックアップロール側面に付着している塗工液２の幅（ピックアップロール外周からの幅）は、コータパン１から引き上げられた直後のピックアップロール側面に付着している塗工液２の幅より小さくなる（図１参照）。従って鉤形塗工液掻き取り板７は、ピックアップロール側面への当接部下端とピックアップロール外周との間隔が、ピックアップロールの浸漬深さ（Ａ′）以上となるように、当接部の長さ（図２中の寸法ａ）及び当接させる位置を決定することで、ピックアップロール側面に付着している塗工液２を確実に掻き取ることができる。

鉤形塗工液掻き取り板７の基部７ａの幅（図２中の寸法ｄ）は、ピックアップロール側面の塗工液を掻き取り、掻き取った塗工液がピックアップロールに再付着するのを防止できる適宜の寸法（例えば５ｍｍ以上）であればよい。基部７ａの幅の上限は特に規定されない。剛性、設置スペース等を考慮して適宜の寸法にすればよい。

ピックアップロール側面に付着した塗工液２の一部が、鉤形塗工液掻き取り板７で掻き取られる前にピックアップロール外周面端部に回り込むことがある。鉤形部７ｂは、このピックアップロール外周面端部に回り込んだ塗工液２を掻き取る作用があるとともに、鉤形塗工液掻き取り板７がロール側面から掻き取った塗工液２がピックアップロール外周面端部に回り込むのを防止する。この効果を得るため、鉤形部７ｂの幅（ロール軸方向の寸法、図２中の寸法ｂ）は５ｍｍ以上、高さ（図２中の寸法ｃ）は１０ｍｍ以上とすることが好ましい。鉤形部７ｂの高さの上限は特に規定されない。設置スペース、剛性等を考慮して適宜の寸法にすればよい。鉤形部７ｂの幅の上限は、広すぎるとロール外周面に薄く付着している掻き落とす必要のない塗工液まで掻き落とすこととなるため、ロール端部の形状、塗工液の粘度などを考慮し、極力狭くすることが好ましく、例えば、１０ｍｍ以下程度とすることが好ましい。

ピックアップロール外周端部（コーナー部）が面取り加工されているときは、当該部分に当接させる鉤形塗工液掻き取り板７の鉤形部の部分の形状・寸法を面取り加工部の形状・寸法に対応する形状・寸法とすることで、塗工液を掻き取る効果をより向上できる。

鉤形塗工液掻き取り板７でピックアップロール３の側面及び外周面端部の塗工液を掻き取ったことで、ピックアップロール３とアプリケータロール５の転接部で、ピックアップロール３の側面および外周面端部からアプリケータロール５の側面および外周面端部に移動・転写される塗工液量が大幅に低減され、アプリケータロール５から塗工液が飛散しなくなる。

鉤形塗工液掻き取り板７の材質は特に規定しない。金属板でもよい。有機溶剤を含む塗工液への使用や、ロールとの摩擦を考慮して耐溶剤性、耐摩耗性のある樹脂、例えばテフロン（登録商標）やＭＣナイロン（登録商標）などが好ましい。

鉤形塗工液掻き取り板７の厚さは特に限定されない。ピックアップロール側面に当接させたときに適度にしなる程度のものが好ましい。

鉤形塗工液掻き取り板７は、ロール軸受けの架台に取り付けられた保持金具（図示なし）に固定される。剛性確保の点から、当接部の長手方向全幅に渡って保持金具で支持することが好ましい。さらに、ロールの組み込みの際に若干ロール軸方向にずれるので、位置調整できるようにすることが好ましい。また、バネやピストン、エアチューブなどを使用し、一定圧力で押し付けるようにしてもよい。

このロールコータを用いて次のように塗工液を塗装する。なお、図１中、実線矢印は、ロールの回転方向、鋼帯の走行方向を示す。アプリケータロール５と鋼帯６の転接部においてアプリケータロール５は、鋼帯６走行方向に対して逆回転、ピックアップロール３とアプリケータロール５は、転接部において互いに逆回転である。ピックアップロール３とミタリングロール４の転接部において、ミタリングロール４の回転方向は、ピックアップロール３に対して正回転させる場合と逆回転させる場合がある。下部をコータパン１内の塗工液２に浸漬したピックアップロール３を回転し、塗工液２をピックアップロール３で汲み上げ、汲み上げた塗工液２の液量をミタリングロール４で調整した後、アプリケータロール５に転写し、アプリケータロール５に転写した塗工液２を鋼帯６に転写する。ロール周速、塗工液粘度等の塗装条件は特に限定されない。

ピックアップロール３側面に付着した塗工液２を、ピックアップロール３側面に当接した鉤形塗工液掻き取り板７で掻き取る。ピックアップロール３とアプリケータロール５の当接部でピックアップロール３の側面、外周面端部からアプリケータロール５の側面、外周面端部への塗工液の移動、転写がなくなる。その結果、アプリケータロール５からの塗工液の飛散がなくなる。鉤形塗工液掻き取り板７で掻き取った塗工液２は下方に流下し、コータパン１に戻る。

本発明によれば、ピックアップロールとアプリケータロールの転接部において、ピックアップロールからアプリケータロール側面および外周面端部への塗工液の移動量、転写量が大幅に低減されることから、ロール周速、塗工液粘度等の塗装条件にかかわらず、アプリケータロールからの塗工液の飛散を確実に防止できる。良好な付着量制御、良好な塗装外観を確保できる塗装条件の範囲が狭いアルミニウム粉や艶消し剤などの固形物を含んだ塗料を塗装する場合でも、良好な付着量制御、良好な塗装外観を確保できる塗装条件のままで、アプリケータロールからの塗工液の飛散を確実に防止することができる。

図１に示したロールコータにおいて、ピックアップロールをスチールロール、アプリケータロールとミタリングロールを各々ウレタン巻きロールとし（ロール径は何れもφ２５０ｍｍ）、アプリケータロールの塗工液への浸漬深さは３０ｍｍとした。鉤形塗工液掻き取り板は、厚さ１ｍｍ、基部の幅２０ｍｍ、基部の高さ（当接部の長さ）４０ｍｍ、高さ６０ｍｍ、鉤形部の高さ２０ｍｍ、幅（ロール軸方向の寸法）１０ｍｍのテフロン（登録商標）製鉤形塗工液掻き取り板を用い、ピックアップロールとミタリングロールの転接部から、ピックアップロール頂部までの間のピックアップロール胴部側面に、鉤形塗工液掻き取り板の基部を当接させ、鉤形部の基部７ａ側がピックアップロール外周面に接するようにするとともに、鉤形塗工液掻き取り板の板面が、鉛直で、かつピックアップロール側面に対して傾斜させて配置し、ピックアップロール胴部側面に付着した塗工液を掻き取るようにした。

上記のロールコータ（本発明のロールコータ）を用いて溶融亜鉛めっき鋼板に塗装した。塗装条件は、鋼帯走行方向、ピックアップロール、アプリケータロールの回転方向は図１のようにし、ピックアップロールとミタリングロールは転接部において互いに逆回転とし、従来のロールコータを用いて塗装したときに、アプリケータロールから塗工液が飛散する点を除くと、良好な付着量制御性と良好な塗装外観を確保できる条件としたところ、本発明のロールコータではアプリケータロールからの塗工液の飛散は発生しなかった。

本発明によれば、ロール周速、塗工液の粘度にかかわらず、ピックアップロール側面に付着した塗工液のアプリケータロールへの転写を防止できる。本発明のロールコータを用いることで、良好な付着量制御、良好な塗装外観を確保できる塗装条件の範囲が狭いアルミニウム粉や艶消し剤などの固形物を含んだ塗料を塗装するときも、良好な付着量制御、良好な塗装外観を確保できる塗装条件のままで、アプリケータロールからの塗工液の飛散を確実に防止することができるようになる。

１コータパン
２塗工液
３ピックアップロール
４ミタリングロール
５アプリケータロール
６鋼帯
７鉤形塗工液掻き取り板

Claims

コータパン内の塗工液をピックアップロールで汲み上げ、汲み上げた塗工液の液量をミタリングロールで調整した後、アプリケータロールに転写し、アプリケータロールに転写した塗工液を鋼帯に転写するロールコータにおいて、
板状体の側部にピックアップロール外周面側に突き出た鉤形部を有する鉤形塗工液掻き取り板を、ピックアップロールとミタリングロールの転接部から、ピックアップロール頂部までの間のピックアップロール側面に当接させて、ピックアップロール側面に付着した塗工液を掻き取るようにしたことを特徴とするロールコータ。
前記鉤形塗工液掻き取り板は、ピックアップロール回転方向に板面とピックアップロール側面との間隔が広くなるように、板面をピックアップロール側面に対して傾斜させて配置することを特徴とする請求項１記載のロールコータ。