JP2629687B2 - 塗装方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、鋼帯の塗装方法および装置、特に水系また
は有機溶剤系塗料をロールコーティング法で鋼帯に塗装
する方法および装置に関する。

（従来の技術） 一般に、水系あるいは有機系塗料には、レベリング
性、顔料湿潤性、分散性、あるいは塗膜形成後の塗膜表
面に潤滑性を付与する目的のため、塗料の界面張力を調
整する界面活性剤、界面不活性剤、ワックス等種々の添
加剤を混入する。

特に、有機系の高分子ポリエステル系塗料など破泡性
が悪い塗料の場合には消泡効果を有する界面張力調整
剤、たとえばシリコン系、アクリル系、あるいは低分子
量ポリエチレン等の界面張力調整剤を0.1〜１％程度と
多量に添加することが多い。そのような塗料をロールコ
ーティング法で塗装する場合には、塗料持ち上げロール
（以下、「ピックアップロール」と呼ぶ）による塗料の
持ち上がり量が少ないため、厚膜の塗装が困難な上、ラ
インスピードが比較的速い場合、たとえば約50m/min以
上では、塗装面に対する塗料供給不足により“かすれ”
が発生することがある。

本文では、便宜上、以下、この塗料の持ち上がり性を
“ピックアップ性”と呼ぶ。このピックアップ性の悪い
塗料は、塗装面異常の生じない低いラインスピードで塗
装しているのが現状である。

第１図は、従来の塗装方法を説明する概略図であり、
高速になればピックアップロールにより持ち上げ量不足
となることが経験されており、そのようにピックアップ
ロール10での塗料の持ち上がり量が少なければ、それに
したがってアプリケータロール20への塗料供給量も少な
くなり、バックアップロール30を介して送られてくる鋼
帯40の塗装面における“かすれ”等の発生は免れない。

かかる現状に対し、塗料の配合の面からは、添加剤の
効果とピックアップ性を両立させるような添加剤の検討
がおこなわれている。しかし、一部の塗料に有効な添加
剤が必ずしも他の塗料に有効であるとは限らず、ピック
アップ性を併せて向上させることのできる添加剤使用技
術はまだ確立していないのが現状である。

（発明が解決しようとする問題点） かくして、本発明の一つの目的は、塗料組成の方向で
はなく、塗装方式の改良により添加剤含有塗料のピック
アップ性の改良を図る方法および装置を提供することで
ある。

さらに、本発明の別の目的は、添加剤含有量塗料のピ
ックアップ性を改善することにより、例えば50m/min以
上という高速塗装ラインの実現を可能にするロールコー
ティング法による塗装方法および装置を提供することで
ある。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、ピックアップ性について鋭意検討を重
ねたところ、ピックアップ性が悪いということは、ピッ
クアップロール表面塗料とパン内塗料の濡れが悪いこと
に起因することを見出した。

すなわち、第１図に示す従来の塗装法にあっては、ピ
ックアップロール10の周囲あるいは、パン内塗料上層部
には添加剤の濃化層12が形成されており、塗料パン14内
の塗料16とこの濃化層12とが反発し合って、塗料の持ち
上がり量の低下を招いている。図示例ではピックアップ
ロール10の外周面が塗料パン14内の塗料16を離れる個所
ではむしろ塗料表面がめり込んでいる。かかる濃化層の
形成は、次のように考えることができる。

すなわち、塗料添加剤は、塗料表面、つまり塗料／空
気界面に濃化する傾向が見られ、極端な場合、相分離を
起こすことがある。ロールコーティング法では、ピック
アップロールで持ち上げられた塗料の大部分はアプリケ
ータロールに供給されるが、一部はピックアップロール
上で残存する。この残存した塗料は再び塗料パン内の塗
料に浸漬されて新らたに塗料が吸着するのであるが、塗
料パン内に入るまで大気と接することになるため、添加
剤が上記の塗料薄層の表面部に濃化してくるものと思わ
れる。

このように、ピックアップロール10の表面塗料（Ａ塗
料という）とパン内塗料（Ｂ塗料という）の接触表面と
の関係からもわかるように、Ａ塗料とＢ塗料とは濡れ性
が悪く、ロール表面上の塗料はパン内塗料の中で滑りを
生じており、剪断応力の伝達が行われていないため、ピ
ックアップ性が不良となる。

したがって、これらについてさらに検討を続けたとこ
ろ、このような現象が生じるのは、Ａ塗料とＢ塗料の塗
料表面にそれぞれ集中している界面張力調整剤に起因す
るのであって、ピックアップ性を向上させるためには、
少なくともロール表面上の濃化層12を破壊することが必
要であることを見い出し、本発明を完成した。

かくして、本発明によれば、ピックアップロール上又
はパン内塗料表面に濃化層を形成する塗料にブレード、
ロール、ブラシ等により機械的に剪断力を与えること
で、界面張力調整剤の濃化層を破壊するのである。

ここに、本発明の要旨とするところは、水系または有
機溶剤系塗料をロールコーティング法で鋼帯に塗装する
方法において、塗料表面上に形成された塗料添加剤の濃
化層、例えば、ピックアップロール表面上に形成された
塗料添加物の濃化層を破壊しながら塗装することを特徴
とする鋼帯の塗装方法である。

また、別の面からは、本発明の要旨とするところは、
ロールコーティング法により鋼帯に塗料を塗装する装置
において、塗料表面に形成された塗料添加物の濃化層を
機械的に破壊するブレード、ロールおよびブラシの少な
くとも一つをピックアップロールに当接して塗料面上に
設けたことを特徴とする鋼帯の塗装装置である。

ここで、パン内塗料表面上に形成された塗料添加物の
濃化層を破壊するということは、パン内塗料表面（第３
図Ｓ）をブラシ等で撹拌して直接濃化層を破壊すること
を意味するものとする。

なお、前記濃化層の破壊は、好ましくは、ピックアッ
プロールが塗料パン内の塗料内に入る直前にまたは塗料
パン内の塗料液面下において行う。したがって、その場
合、前記ブレード、ロールおよびブラシの少なくとも一
つは塗料パン内の塗料内に入る直前のピックアップロー
ルに当接して設ける。

また、その濃化層の破壊手段としても、効果的に破壊
するものであれば特に制限なく、上述の例のように機械
的に破壊する手段以外にも、場合によっては、例えば噴
流の吹きつけにより、あるいは超音波振動によって行っ
てもよい。

（作用） 次に、本発明を添付図面を参照しながらさらに説明す
る。なお、各図を通して同一部材は同一符号をもって示
す。

まず参考例として示す第２図ないし第４図によって本
発明の背景から説明する。

第２図は、濃化層破壊手段としてブレード22を用いた
場合の参考例の装置の略式説明図である。本例では、例
えば金属製、樹脂製あるいはゴム製であるブレード22が
塗料中においてピックアップロール10に当接して設けら
れている。

このような構成によれば、毎回破壊されるため濃化層
12の蓄積が見られないことから、ピックアップロール10
により常に十分な量の塗料16が持ち上げられるのであ
る。

第３図は、濃化層12の破壊手段として塗料中において
ピックアップロール10に当接して設けられたシンクロー
ル24を用いた場合の略式説明図である。

この場合、シンクロール24はゴム製であることがピッ
クアップロール10を疵付けないためにも好ましい。

第４図は、同じく浸漬ブラシ26を用いた場合の参考例
の装置の概略説明図である。このブラシ26は塗料中にあ
っては不溶性の樹脂製であるのがよい。

ここで、本発明の原理を説明する第１図に関連させて
本発明における濃化層の機械的破壊を行う場所、位置に
ついて詳細に説明する。

第１図において、ピックアップロール10の表面領域を
区間Ｉ、区間II、区間IIIの三つに区分して説明する。

区間Ｉは、ピックアップロール10とアプリケータロー
ル20との間のニップを塗料が通過後、再度ピックアップ
ロール10がパン内塗料16に浸漬されるまでの区間をい
う。

区間IIは、ピックアップロール10が塗料パン14内の塗
料16中に浸漬されている区間をいう。

区間IIIは、ピックアップロール10が塗料16を持ち上
げて、アプリケータロール20に分配するまでの区間をい
う。

区間Ｉで機械的破壊を行う場合は、表層の濃化層破壊
後、ピックアップロールが塗料中に浸漬されるまでにま
た濃化層が形成されるため、浸漬される直前に破壊する
ことが重要である。

各種添加剤を含む種々の塗料につきブレードを破壊手
段として調査検討した結果、多くの塗料の場合、再度ピ
ックアップロールが塗料中に浸漬される直前２秒以内の
部位であれば効果があり、望ましくは、0.5秒以内の部
位にするのが良好である。

一方、区間IIの場合には、実験に供したすべての塗料
についていずれの場合においてもピックアップ性の改善
効果が顕著に認められた。

区間IIIでのピックアップ性向上法としては、例えば
スプレー等の方法でロール表面に対して塗料を噴射させ
ることは有効である。

なお、これらの方法は図示した２ロールリバースコー
タのみでなく２ロールナチュラル塗装および３ロール法
など、塗料供給方法としてピックアップロールを使用す
るいずれの塗装法においても有効であることはいうまで
もない。

第５図は本発明にかかる塗装方法を実施する装置の略
式説明図であって、図中、第２図ないし第４図と同一部
材は同一符号で示す。

本発明によればブレード22は、濃化層が塗料パン14内
の塗料16内に入る直前の位置に設けられている。

次に、本発明を実施例によってさらに詳細に説明す
る。

実施例１ 高分子ポリエステル系塗料をシンナーにてフオードカ
ップ粘度（No.4）60秒に希釈後、第５図に示す塗料パン
内ブレード22を備えた装置を使い、１ロールにて塗料ピ
ックアップ性の実験を行った。使用したピックアップロ
ール10は直径300mm、幅450mm、クロムメッキ製であっ
た。

本実験では、前述の区間Ｉ、すなわち塗料パン14に溶
液することなく、その上方10mmの位置に設けたブレード
22の効果につき検討したが、このブレードは同時に持ち
上げ量を測定するための塗料掻き取り用ブレードとして
も用いた。

すなわち、このような装置を使い、ピックアップロー
ル10の周速度を種々変化させ、そのときのピックアップ
ロール10の持ち上げ量をブレード28を使って測定した。

結果は、第６図にまとめてグラフで示す。

第６図には、ブレード22の設置有無における塗料持ち
上げ量（g/sec）の違いをピックアップロール周速度に
対して示した。参考までにパン内の塗料に浸漬してブレ
ードを設けた場合についてもその結果を示す。

図示結果から、区間IIにおけるブレード設置によりピ
ックアップ性が著しく改善されたことがわかる。従来例
のように、ブレードを設けないと、塗料持ち上げ量はほ
ぼ100g/secで飽和してしまう。

（発明の効果） 以上詳述してきたように、本発明によれば、従来より
問題であったピックアップ量の増大が容易に達成でき、
塗装ラインの高速化も可能となるなど、本発明の効果は
大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の塗装法を例にとって本発明の原理を説
明する略式説明図、 第２図ないし第４図は、参考例の装置の同じく略式説明
図、 第５図は、本発明にかかる塗装装置の略式説明図、およ
び 第６図は、実施例の結果をまとめて示すグラフである。 10:ピックアップロール、12:濃化層、 14:塗料パン、16:塗料 20:アプリケータロール、22:ブレード 24:シンクロール、26:浸漬ブラシ 30:バックアップロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−139861（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−143963（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−71277（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−32673（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ピックアップロールおよびアプリケータロ
   ールを経て水系または有機溶剤系塗料をロールコーティ
   ング法で鋼帯に塗装する方法において、塗料表面上に形
   成された塗料添加物の濃化層を該濃化層が塗料パン内の
   塗料内に入る直前に破壊しながら塗装することを特徴と
   する鋼帯の塗装方法。
2. 【請求項２】ロールコーティング法により鋼帯に塗料を
   塗装するピックアップロールおよびアプリケータロール
   を備えた装置において、ピックアップロール表面に形成
   された塗料添加物の濃化層を機械的に破壊するブレー
   ド、ロールおよびブラシの少なくとも一つをピックアッ
   プロールに当接して塗料パン内の塗料内に入る直前に設
   けたことを特徴とする鋼帯の塗装装置。