JP3965566B2 - 帯状体の連続塗装方法および連続塗装装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼帯等の帯状体を走行させながら、その表面にリバースロールコータ方式で連続して塗料を塗布する連続塗装方法および連続塗装装置に関し、特に高温の帯状体，あるいは高速で走行する帯状体，垂直に走行する帯状体に塗料を塗布する際に均一に塗装できる連続塗装方法および連続塗装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から帯状体の連続塗装を行なうにあたって、ロールコータ方式が広く使用されている。ロールコータ方式の連続塗装は、帯状体を一定方向に走行させながら、アプリケータロールを用いて帯状体に塗料を転写することによって、帯状体を連続的に塗装する技術である。このロールコータ方式の連続塗装は２種類に大別され、帯状体とアプリケータロールとの接触点において帯状体の進行方向とアプリケータロールの回転方向が同一方向であるナチュラルロールコータ方式と、帯状体の進行方向とアプリケータロールの回転方向が逆方向であるリバースロールコータ方式が知られている。
【０００３】
これらの２種類のロールコータ方式のうち、リバースロールコータ方式は、
(a) 均一な塗布量を安定して得られる、
(b) 良好な塗装仕上りが得られる、
(c) 膜厚が比較的厚い塗装被膜が得られる
等の利点がある。しかしながらリバースロールコータ方式は、塗装速度（すなわち帯状体の走行速度）が大きい場合には、塗りむらが生じやすくなる。
【０００４】
そこで特開平4-187261号公報には、リバースロールコータ方式の連続塗装に先立って、予め帯状体に予備塗装を施す技術が開示されている。この予備塗装は、図４に示すように、ブラシを有するスリットノズルを用いて塗料を噴射するものであり、帯状体が水平方向に走行する場合には、塗りむら防止に優れた効果を発揮する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら特開平4-187261号公報に開示された技術では、帯状体が垂直方向に走行する場合には、スリットノズルから噴射された塗料が下方に流れ落ちて、塗りむらが生じやすいという問題があった。また、樹脂等の固形分を含有する塗料を用いて高温の帯状体の連続塗装を行なう場合には、帯状体に接触するアプリケータロールの温度が上昇するので、アプリケータロールの周面上に付着した樹脂が凝固する。このような樹脂の凝固物の凹凸が転写されて、帯状体の塗装被膜に筋状の凹凸が生じたり、あるいは樹脂の凝固物が塗装被膜に巻き込まれたりして、塗装被膜の外観に悪影響を及ぼすという問題（以下、外観劣化という）もあった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題を解消するためになされたものであり、帯状体（たとえば鋼帯等）を一定方向に搬送しながらリバースロールコータ方式で連続塗装するにあたって、
(A) 帯状体の温度が上昇した場合、
(B) 帯状体を高速で走行させる場合、
あるいは
(C) 帯状体を垂直に走行させる場合
にも、塗りむらや外観劣化が発生せず均一に塗装できる連続塗装方法および連続塗装装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、一定方向（すなわち水平方向，垂直方向等）に走行する帯状体にリバースロールコータ方式で塗装を施す際に、帯状体の走行速度が高速になると塗りむらが発生する原因について調査した。その結果、 アプリケータロールが帯状体に接触した後、ピックアップロールに接触するまでの間（すなわち帯状体とアプリケータロールとの接触点からピックアップロールとアプリケータロールとの接触点へ移動する間）に、アプリケータロールの周面上で塗膜切れが生じていることを見出した。そこで、この位置でアプリケータロールの周面上に塗料を供給しながら帯状体の塗装を行なったところ、塗りむらが解消できた。
【０００８】
しかしながら前工程の処理（たとえば焼鈍等）が終了した後、帯状体が十分に冷却されず、温度が上昇している場合には、アプリケータロールが帯状体とアプリケータロールとの接触点からピックアップロールとアプリケータロールとの接触点へ移動する間に、アプリケータロールの周面上に塗量を供給すると、かえって塗装被膜の外観が劣化することが分かった。
【０００９】
この原因は下記のように考えられる。すなわち、帯状体の温度が上昇するにともない、アプリケータロールの表面温度も上昇する。特に帯状体とアプリケータロールとの接触点からピックアップロールとアプリケータロールとの接触点へ移動する間で、アプリケータロールの周面上で塗膜切れが生じた部分では、アプリケータロールの表面温度が著しく上昇する。その結果、 この部分に供給された塗料の固形分（たとえば樹脂等）が、アプリケータロールの周面上で凝固する。このようにしてアプリケータロールの周面上に生じる凹凸が塗装被膜に転写されたり、あるいは凝固した固形分がアプリケータロールから剥離して塗装被膜に巻き込まれる等によって、塗装被膜の外観が劣化するのである。
【００１０】
そこで塗膜切れが生じた部分に供給する量を予め冷却したところ、塗料の凝固は発生せず、良好な外観の塗装被膜が得られた。
ただし帯状体の温度がさらに上昇したり、あるいは帯状体の走行速度がさらに増速した場合には、塗料の凝固に起因する塗装被膜の外観劣化（すなわち塗装被膜の凹凸，塗料の巻き込み）が散見されるようになった。これについて、さらに詳細に調査した結果、帯状体とアプリケータロールとの接触点からピックアップロールとアプリケータロールとの接触点へ移動する間でアプリケータロールの周面上に供給する塗料のみならず、ピックアップロールに塗量を付着させるための塗料パンにも冷却した塗料を供給することによって、塗装被膜の外観劣化を完全に防止できることが分かった。
【００１１】
本発明は、この知見に基づいてなされたものである。
すなわち本発明は、塗料パンに貯留された塗料をピックアップロールの周面上に付着させ、ピックアップロールとの間に間隙を設けて配設されるミータリングロールを用いて塗料の付着量を調整した後、ピックアップロールとの接触点においてピックアップロールと逆方向に回転するアプリケータロールの周面上に塗料を転写させ、次いでアプリケータロールとの接触点においてアプリケータロールと逆方向に走行する帯状体の表面に塗料を転写させて帯状体を塗装する連続塗装方法において、帯状体とアプリケータロールとの接触点からピックアップロールとアプリケータロールとの接触点へ移動するアプリケータロールの周面上に予め冷却した塗料を噴射する帯状体の連続塗装方法である。
【００１２】
前記した連続塗装方法の発明においては、好適態様として、塗料パンに供給される塗料を予め冷却することが好ましい。
また本発明は、一定方向に走行する帯状体と接触しつつその接触点において帯状体の進行方向と逆方向に回転するアプリケータロールと、アプリケータロールと接触しつつその接触点においてアプリケータロールの回転方向と逆方向に回転するピックアップロールと、ピックアップロールとの間に間隙を設けて配設されるミータリングロールと、塗料を貯留しかつピックアップロールの下部が塗料に浸漬するように配設される塗料パンとを備えた連続塗装装置において、帯状体とアプリケータロールとの接触点からピックアップロールとアプリケータロールとの接触点へ移動するアプリケータロールの周面上に塗料を噴射するノズルと、ノズルに供給される塗料を冷却する冷却装置とを備えた帯状体の連続塗装装置である。
【００１３】
前記した連続塗装装置の発明においては、好適態様として、塗料パンに供給される塗料を冷却する冷却装置を備えることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は、本発明の連続塗装装置の例を模式的に示す配置図である。図１には帯状体を垂直方向に走行させる例を示したが、本発明は帯状体を水平方向や傾斜方向に走行させる場合，あるいはバックアップロールに巻き付けて塗装を行なう場合にも適用できることは言うまでもない。
【００１５】
図１中の符号８は一定方向に走行する帯状体，１は帯状体８と接触するアプリケータロール，２はアプリケータロール１と接触するピックアップロール，３はピックアップロール２との間に間隙を設けて配設されるミータリングロールである。アプリケータロール１，ピックアップロール２，ミータリングロール３は、それぞれ駆動装置（図示せず）によって回転する。
【００１６】
アプリケータロール１は、帯状体８との接触点において帯状体８の進行方向と逆方向に回転する。ピックアップロール２は、アプリケータロール１との接触点においてアプリケータロール１の回転方向と逆方向に回転する。
ミータリングロール３の回転方向は特に制限せず、ピックアップロール２との近接点においてピックアップロール２の回転方向と同一方向あるいは逆方向のいずれに回転させても良い。図１には、ミータリングロール３が、ピックアップロール２との近接点においてピックアップロール２の回転方向と逆方向に回転する例を示す。
【００１７】
アプリケータロール１は、材質の制限はないが、表面がゴムで被覆されたロール（いわゆるゴムロール）を使用するのが好ましい。ピックアップロール２とミータリングロール３は、表面にクロムメッキが施された金属ロールを使用するのが好ましい。
また符号９は塗料，４は塗料９を貯留する塗料パン，５は帯状体８とアプリケータロール１との接触点からピックアップロール２とアプリケータロール１との接触点へ移動する間でアプリケータロール１の周面上に塗料９を噴射するノズル，６は塗料を冷却する冷却装置，７は循環する塗料９を収容する循環タンク，10は塗料９を循環させるポンプである。
【００１８】
図１に示す連続塗装装置を用いて帯状体８に塗装を施すにあたって、塗料パン４に塗料９を貯留する。塗料パン４内の塗料９にピックアップロール２の下部を浸漬して、ピックアップロール２に塗料９を付着させ、さらにピックアップロール２の回転によって塗料パン４から塗料９を掻き上げる。
ピックアップロール２がさらに回転することによって、ピックアップロール２の周面上に付着した塗料９は、ピックアップロール２とミータリングロール３との間に設けれた間隙を通過して、所定の厚さとなるように塗料９の付着量が調整される。
【００１９】
次にピックアップロール２の周面上に付着して、ピックアップロール２とミータリングロール３との間隙を通過した塗料９は、ピックアップロール２とアプリケータロール１との接触点において、アプリケータロール１の周面上に転写される。こうしてアプリケータロール１の周面上に付着した塗料９は、アプリケータロール１と帯状体８との接触点において、帯状体８の表面に転写される。
【００２０】
アプリケータロール１は帯状体８と接触した後、 さらに回転してピックアップロール２と再度接触する。このようにしてアプリケータロール１が回転して、帯状体８とアプリケータロール１との接触点からピックアップロール２とアプリケータロール１との接触点へ移動する間で、ノズル５からアプリケータロール１の周面上に塗料９を噴射する。ノズル５から噴射する塗料９は、従来のリバースロールコータ方式の操業では25〜40℃程度であるが、本発明では冷却装置６を用いて予め冷却しておく。
【００２１】
このとき、塗料９の冷却後の温度が25℃を超えると、塗料の凝固に起因する塗装被膜の外観劣化が生じやすくなる。一方、15℃未満では、冷却装置６の負荷が増大して操業コストが上昇し、しかも塗料の凝固を防止する効果は飽和に達する。したがって、塗料９の冷却後の温度は15〜25℃の範囲内を満足するのが好ましい。
【００２２】
こうして帯状体８とアプリケータロール１との接触点からピックアップロール２とアプリケータロール１との接触点へ移動する間にアプリケータロール１の周面上で生じる塗膜切れを防止する。その結果、 帯状体８の温度が上昇した場合でも、外観劣化が発生せず、 均一な塗装を帯状体８に施すことができる。
特に、帯状体８を高速で走行させる場合や、あるいは図１に示すように帯状体８を垂直方向に走行させる場合には、塗装被膜の外観劣化のみならず塗りむらが生じやすくなるが、塗料９を冷却することによって良好な外観の塗装被膜が得られる。
【００２３】
なお本発明においては、循環タンク７から塗料パン４へ循環する塗料９についても、予め冷却して塗料パン４へ供給するのが好ましい。このようにしてノズル５からアプリケータロール１に噴射する塗料９を冷却するとともに、ピックアップロール２を介してアプリケータロール１に転写される塗料９を冷却することによって、アプリケータロール１が効率良く冷却されるので、塗料の凝固を防止する効果が一層向上する。
【００２４】
つまり、たとえば帯状体８の温度がさらに上昇して、ノズル５から噴射される塗料９だけではアプリケータロール１を十分に冷却できないような場合に、予め冷却されてノズル５から噴射された塗料９が、アプリケータロール１の余熱によって復熱して、アプリケータロール１の周面上で凝固するのを防止できるようになる。
【００２５】
この場合には、図２に示すように、ノズル５から噴射される塗料９を冷却する冷却装置6aと、塗料パン４に供給される塗料９を冷却する冷却装置6bをそれぞれ別個に備えても良いし、あるいは図３に示すように、循環タンク７に冷却装置６を取り付けて塗料９を冷却しても良い。
以上に説明した通り、 本発明によれば、一定方向に走行する帯状体８をリバースロールコータ方式で連続塗装するにあたって、塗りむらや塗装被膜の凹凸，樹脂の巻き込みを防止して均一に塗装できる。特に帯状体８を垂直方向に走行させる場合，帯状体８を高速で走行させる場合，あるいは帯状体８の温度が上昇した場合にも、優れた外観を有する塗装被膜が得られる。
【００２６】
【実施例】
帯状体８として板幅1000mm，板厚0.5mm の冷延鋼板１ton を 900℃で焼鈍した後、図１に示す装置を用いて連続塗装を施し、さらに 200℃で乾燥焼付けを行なった。塗料は、水に溶質（エポキシ樹脂50質量％，シリカ50質量％）を５質量％の濃度で溶解させた水系塗料を使用した。
【００２７】
アプリケータロール１は直径300mm のゴムロールを使用し、ピックアップロール２は直径300mm の金属ロールを使用し、ミータリングロール３は直径150mm の金属ロールを使用した。帯状体８は垂直方向に走行させ、その走行速度は 200ｍ／min とし、塗装直前の冷延鋼板の温度は45℃であった。なお、ノズル５から噴射される塗料９は、予め25℃に冷却した。これを発明例１とする。
【００２８】
また発明例２として、図３に示す装置を用いて冷延鋼板の連続塗装を行なった。このとき、循環タンク７に冷却装置６を取り付けて塗料９を20℃に冷却して、ノズル５と塗料パン４に供給した。その他の条件は発明例１と同じである。
一方、比較例として、図１に示す装置の冷却装置６を停止して、冷延鋼板の連続塗装を行なった。したがってノズル５から噴射される塗料９は、40℃程度であった。その他の条件は発明例１と同じであるから説明を省略する。
【００２９】
発明例１，２および比較例について、冷延鋼板の塗装被膜を目視で観察し、塗装被膜の凹凸，樹脂の巻き込みや塗りむら等の不良部を調査して、不良部面積比を求めた。なお不良部面積比は、下記の (1)式で算出される値である。
不良部面積比（％）＝ 100×Ｓ_s ／Ｓ_t ・・・ (1)
Ｓ_s ：不良部の面積（mm² ）
Ｓ_t ：塗装被膜の表面積（mm² ）
発明例１では不良部面積比が５％，発明例２では不良部面積比が１％であったのに対して、比較例では不良部面積比が60％であった。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、一定方向に走行する帯状体をリバースロールコータ方式で均一に連続塗装できる。特に帯状体を垂直方向に走行させる場合，帯状体を高速で走行させる場合，あるいは帯状体の温度が上昇した場合にも、優れた外観を有する塗装被膜が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の連続塗装装置の例を模式的に示す配置図である。
【図２】本発明の連続塗装装置の他の例を模式的に示す配置図である。
【図３】本発明の連続塗装装置の他の例を模式的に示す配置図である。
【図４】従来の連続塗装装置の例を模式的に示す配置図である。
【符号の説明】
１ アプリケータロール
２ ピックアップロール
３ ミータリングロール
４ 塗料パン
５ ノズル
６ 冷却装置
6a 冷却装置
6b 冷却装置
７ 循環タンク
８ 帯状体
９ 塗料
10 ポンプ
11 ブラシを有するスリットノズル

Claims (4)

1. 塗料パンに貯留された塗料をピックアップロールの周面上に付着させ、前記ピックアップロールとの間に間隙を設けて配設されるミータリングロールを用いて前記塗料の付着量を調整した後、前記ピックアップロールとの接触点において前記ピックアップロールと逆方向に回転する、アプリケータロールの周面上に前記塗料を転写させ、次いで前記アプリケータロールとの接触点において前記アプリケータロールと逆方向に走行する、帯状体の表面に前記塗料を転写させて前記帯状体を塗装する連続塗装方法において、前記帯状体と前記アプリケータロールとの接触点から前記ピックアップロールと前記アプリケータロールとの接触点へ移動する前記アプリケータロールの周面上に予め冷却した塗料を噴射することを特徴とする帯状体の連続塗装方法。
2. 前記塗料パンに供給される塗料を予め冷却することを特徴とする請求項１に記載の帯状体の連続塗装方法。
3. 一定方向に走行する帯状体と接触しつつその接触点において前記帯状体の進行方向と逆方向に回転するアプリケータロールと、前記アプリケータロールと接触しつつその接触点において前記アプリケータロールの回転方向と逆方向に回転するピックアップロールと、前記ピックアップロールとの間に間隙を設けて配設されるミータリングロールと、塗料を貯留しかつ前記ピックアップロールの下部が前記塗料に浸漬するように配設される塗料パンとを備えた連続塗装装置において、前記帯状体と前記アプリケータロールとの接触点から前記ピックアップロールと前記アプリケータロールとの接触点へ移動する前記アプリケータロールの周面上に塗料を噴射するノズルと、前記ノズルに供給される塗料を冷却する冷却装置とを備えたことを特徴とする帯状体の連続塗装装置。
4. 前記塗料パンに供給される塗料を冷却する冷却装置を備えたことを特徴とする請求項３に記載の帯状体の連続塗装装置。

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