JP3929605B2 - 塗装装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、塗装装置に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、基材の偏肉や反りがある場合でも、その所要表面全体に再現性よく所要の高品質の塗装や印刷を行うことのできる、改善された新しい塗装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、建材としての板やボード等の基材の表面を化粧するための方法として、１）レシプロやロータリスプレー等を用いてのスプレー塗装による方法や、２）塗布ロールとドクターロールとの組合わせにより塗布ロールから基材表面に塗料を転写して化粧するロールコーター塗装の方法、３）インクを用いた印刷機の応用によって、版ロールに塗布されたインクを塗布ロールに転写し、さらにインクを基材表面へと転写する、グラビア印刷やフレキソ印刷等の手法による印刷法、さらには、４）化粧した転写フィルムを基材表面に貼り付けて加熱して化粧する転写印刷による方法がその代表的なものとして知られている。
【０００３】
これらの従来の方法のうちでは、１）スプレー塗装は凹凸の著しい基材表面に対しても塗装可能であるという特徴を有しているものの、塗着効率が悪く塗料の飛散による周囲の汚れや環境面での対策が必要となる等の、生産性、経済性の点において難点がある。また、４）転写印刷は、高度な意匠化が可能であって、インクの耐候性の向上とともに注目されている方法であるが、特有のインクや設備が必要で、しかも転写シート（フィルム）が比較的高価であることからも、汎用で高い生産性を求められる化粧法としては一般的なものとはなっていない。
【０００４】
そこで、実際上、前記の２）ロールコーター塗装法や、３）グラビア印刷等の印刷法が一般的なものとなっている。
ロールコーター塗装法では、たとえば図６に例示したように、基材（１）をロール（２）等によるコンベアにより搬送し、バックロール（３）により基材（１）の下面を支持した状態で、このバックロール（３）に上下対向する塗布ロール（４）により、ドクターロール（５）との間に供給された塗料を基材（１）の表面に塗布している。この方法では、比較的簡便な設備で、連続生産ラインにおいて搬送した基材に対して塗布でき、しかも塗布されなかった塗料は回収されて再利用できることから生産性に優れた方法であるという特長を有している。しかも塗料の飛散もないため、スプレー塗装のような環境問題も大きなものとはならない。
【０００５】
また、前記の印刷法では、たとえば図７に例示したように、バックロール（３）、塗布ロール（４）、版ロール（６）、洗浄ロール（７）、そしてスクレーパー（８）を備えた装置において、ロール（２）等によるコンベアで搬送された基材（１）の表面に対して、版ロール（６）に塗布されたインクが塗布ロール（４）に転写され、さらにこの塗布ロール（４）よりインクが転写されることによって表面化粧するようにしている。
【０００６】
この方法の場合にも、その設備は比較的簡便で、インクの回収、再利用ができ、連続生産ラインとして構成できるという特長を有している。従来は主としてフィルムや紙等に対して適用されてきた方法であるが、近年では、インクの耐候性の向上もあって、よりシャープで高意匠化を可能とする方法として建材ボード等に対しても適用されてきている方法である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のロールコーター塗装方法の場合、さらにはグラビア印刷のような印刷法の場合には、接触塗装であることから、本来的に凹凸のある基材の表面化粧には適していないが、基材表面がフラットな場合であっても、基材の偏肉、つまり厚み不均一性や基材に反りが生じている場合には、たとえば図８に示したように、基材（１）の表面に塗布ロール（４）が接触しないという事態が生じることになる。このことが原因となって、基材（１）の表面には、その所要域に均一な塗装ができず、外観意匠性や耐候性の向上等の塗装目的が実現されないことになる。しかも基材毎の塗装再現性が損われることになる。
【０００８】
そこで従来では、図９に示したように、基材（１）の塗布ロール（４）の軸方向の厚みの変化に応じて塗布ロール（４）およびドクターロール（５）の軸中心を軸方向に所要角度（α）だけ傾斜させて塗布することで対応してきている。
しかしながら、このような従来の対応においては塗布ロール（４）ばかりかドクターロール（５）についてもこの傾斜のための機構を備えねばならず、設備、機構が複雑になるという問題があり、しかも、従来の場合には、同一の搬送ラインに幅の異なる基材を流して塗装する際には、前記のように傾斜させることのできる塗布ロール（４）およびドクターロール（５）を、基材（１）の幅寸法に応じて別々に用意しなければならないという問題があった。このため、設備、機構はさらに複雑となり、生産コストの負担は大きなものにならざるを得なかった。
【０００９】
このような問題点は、前記の印刷法の応用による塗装を行う場合には一層深刻なものとなる。塗布ロール（オフセットロール）はもとより、版ロール、洗浄ロール、スクレーパーの全てについてこれを傾斜させる機構を設けねばならないからである。設備、機構は極めて複雑となり生産コストの増大は著しいものとならざるを得ない。
【００１０】
そこで、この出願の発明は、以上のとおりの従来の問題点を解消し、基材の偏肉や反りがある場合でも、比較的簡便な設備、機構で、コスト負担も小さく、所要表面全体に均一に、再現性よく高品質の塗装（印刷）を行うことができる、改善された新しい塗装装置を提供することを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、まず第１には、基材表面を塗装する一つの塗布ロールとこの塗布ロールに上下対向して基材下面を支持する複数のバックロールとを備え、コンベア上を移動する基材の表面を塗布ロールにより塗装する装置であって、
塗装前の基材の幅方向の厚みを検知する厚み検知部とともに、バックロールの軸中心をその軸方向で傾斜自在とする傾斜機構部が各々のバックロールに設けられており、厚み検知部により検知された基材の幅方向の厚みに応じて傾斜機構部を作動してバックロールの軸中心を軸方向で傾斜させ、バックロールに支持された基材表面と塗布ロールとの接触を均一とすることを特徴とする塗装装置を提供する。
【００１２】
そしてまた、この出願の発明は、第２には、厚み検知部では、レーザ変位センサが配設されており、これにより厚み検知が行われる塗装装置をも提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この出願の発明は、以上のとおりの特徴を有するものであるが、以下に図面に沿って実施の形態を説明する。
図１および図２は、この出願の発明の塗装装置の基本構成を例示した要部側面図および要部正面図である。
【００１４】
たとえばこの図１および図２に例示したように、この塗装装置では、基材（１）表面を塗装する塗布ロール（４）とこの塗布ロール（４）に上下対向して基材（１）下面を支持するバックロール（３）とを備え、コンベア（２０）上を移動する基材（１）の表面を塗布ロール（４）により塗装する。
そして、この装置には、塗装前の基材（１）の幅方向の厚みを検知する厚み検知部（１１）とともに、バックロールの軸中心（Ａ）をその軸方向で傾斜自在とする傾斜機構部（１２）が設けられており、厚み検知部（１１）により検知された基材の幅方向の厚みに応じて傾斜機構部（１２）を作動して塗布ロール（４）とバックロール（３）との間のクリアランスを調整し、バックロール（３）の軸中心（Ａ）を軸方向に傾斜させ、バックロール（３）に支持された基材（１）表面と塗布ロール（４）との接触を均一とする。
【００１５】
基材（１）の幅方向の厚みに変化がない場合には、図１および図２に示したバックロール（３）の軸中心（Ａ）と、塗布ロール（４）の軸中心（Ｂ）並びにドクターロール（５）の軸中心（Ｃ）は平行であるが、基材（１）の偏肉や反りにより図２に示した塗布ロール（４）およびバックロール（３）の軸方向、つまり基材（１）の幅方向に厚み（ｔ₁ ）（ｔ₂ ）の相違がある場合には、厚み検知部（１１）からの検知信号に応じて傾斜機構部（１２）を作動させて、たとえば図２のように角度（β）だけ、バックロール（３）の軸中心（Ａ）を軸方向に傾斜させる。
【００１６】
なお、基材（１）の幅方向の厚みとは、塗布ロール（４）による塗料の塗布のためにコンベアにより送り込まれるライン搬送方向に直交する方向の基材（１）の厚み、より実際的には、たとえば前記のｔ ₁ 、ｔ ₂ を意味している。幅方向とは、基材（１）の塗布ロール（４）の軸中心（Ｂ）方向を示しており、基材（１）の縦横の寸法による呼称とは必ずしも一致していない。
【００１７】
また、基材（１）表面と塗布ロール（４）との接触をこの出願の発明により均一にするとのことは、塗装の目的に照して実質的に許容される接触の不均一さをも含むものであって、実質的に均一とするものであることを意味している。
そして、基材（１）の長さ方向、つまり搬送方向での厚みの相違についても、この出願の発明の傾斜機構部（１２）の作動によって、塗布ロール（４）とバックロール（３）との間のクリアランスを調整すればよいことになる。この場合には、塗布ロール（４）の軸中心（Ｂ）とバックロール（３）の軸中心（Ａ）とは平行のままクリアランス調整されるか、あるいは図２のように角度（β）をもっての傾斜をともなうクリアランス調整が行われることになる。
【００１８】
厚み検知部（１１）については、たとえばレーザ変位センサを備えたものとして構成することができる。たとえば図３に例示したように、基材（１）の幅方向に複数個のレーザ変位センサ（１１Ａ）を配置し、基材（１）の幅方向の厚みの変化を光学的に非接触で検知することができる。
レーザ変位センサ（１１Ａ）は、たとえばレーザ光の基板への照射とその反射を検出することで基準値との差異から厚みの変化を検知する等の方式のものが採用される。
【００１９】
もちろん、レーザ変位センサだけでなく、他の適宜な検知手段が採用されてもよい。
ただ、いずれの手段においても、少くとも、基材（１）の幅方向の両端部での厚みが検知されるようにする。そして、より好ましくはさらに中央部の厚みも検知されるようにする。
【００２０】
また、傾斜機構部（１２）については、たとえばサーボモータとボールネジとによる機構とすることができる。この機構により、基板（１）に対して、たとえば図２に示したサーボモータ（１２Ａ）（１２Ｂ）の各々がボールネジを介してバックロール（３）の軸中心（Ａ）を所要の角度（β）に精度よく傾斜させる。
この出願の発明の塗装装置では、一つの塗布ロール（４）に対して複数のバックロール（３）が対向配置される。
【００２１】
たとえば図４および図５はその実施の形態を例示したものである。いずれの場合にも、幅方向に２分割した配置状態で、２個のバックロール（３）と、その各々に付随する傾斜機構部（１２）が設けられている。
図４および図５からわかるように、同一の塗装装置において、従来のように複数種の塗布ロールを用意する必要なしに、幅広の基材（１）に対して塗布する場合（図４）も、より短い幅の基材に対して２列ラインにより塗布する場合（図５）も可能となる。
【００２２】
このため、過度のコスト負担もなく、簡便な設備と機構により、基材表面の均一塗布が可能となる。
もちろん、この出願の発明は以上の例示に限定されるものではない。ロールの回転・制御機構や塗料の供給・回収をはじめとする塗装装置の細部について様々な態様が可能である。
【００２３】
そして、ロールコーター塗装だけでなく、グラビア印刷等の印刷法の応用により基材表面の化粧を行う場合にも、図４および図５にも例示したように、この出願の発明によって塗装、印刷が可能とされる。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳しく説明したとおり、この出願の発明においては、基材の幅方向の偏肉や反りがある場合でも、比較的簡便な設備・機構で、コスト負担増も抑えて、基材の所要表面全体に均一に、再現性よく塗装を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この出願の発明の塗装装置の基本構成を例示した要部側面図である。
【図２】 図１に対応する要部正面図である。
【図３】 レーザ変位センサの配置例を示した要部正面概要図である。
【図４】 この出願の発明の塗装装置の実施形態として広幅の基材を投入した状態を例示した要部正面概要図である。
【図５】 図４の塗装装置に短い幅の二枚の基材を投入した状態を示した要部正面概要図である。
【図６】 従来のロールコーター塗装法を示した要部側面図である。
【図７】 従来の印刷法による塗装を示した要部側面図である。
【図８】 基材幅方向の厚み変化がある場合のロール塗装の問題点を示した要部正面図である。
【図９】 塗布ロールを傾斜する従来法を示した要部正面図である。
【符号の説明】
１ 基材
２ ロール
３ バックロール
４ 塗布ロール
５ ドクターロール
６ 版ロール
７ 洗浄ロール
８ スクレーパー
１１ 厚み検知部
１１Ａ レーザ変位センサ
１２ 傾斜機構部
１２Ａ，１２Ｂ サーボモータ
２０ コンベア

Claims (2)

1. 基材表面を塗装する一つの塗布ロールとこの塗布ロールに上下対向して基材下面を支持する複数のバックロールとを備え、コンベア上を移動する基材の表面を塗布ロールにより塗装する装置であって、
   塗装前の基材の幅方向の厚みを検知する厚み検知部とともに、バックロールの軸中心をその軸方向で傾斜自在とする傾斜機構部が各々のバックロールに設けられており、厚み検知部により検知された基材の幅方向の厚みに応じて傾斜機構部を作動してバックロールの軸中心を軸方向で傾斜させ、バックロールに支持された基材表面と塗布ロールとの接触を均一とすることを特徴とする塗装装置。
2. 厚み検知部では、レーザ変位センサが配設されており、これにより厚み検知が行われる請求項１の塗装装置。

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