JP4291432B2 - 塗装装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は長尺状の薄金属板やプラスチックフィルム等の基材の表面に、連続的に模様を形成する塗装装置に関するものであり、さらに詳しくは異なる種類の塗料による基材表面の全面への帯、筋、縞目等の模様を任意に変化させつつ効率よく、ローコストで行うことができる塗装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、長尺の基材に２種類の塗料を用いて連続的に帯、筋、縞目等の模様を形成する塗装装置は、特公昭６４−１０６号公報に記載された装置、すなわち図１４、図１５に示す装置がある。この装置は塗装溝ｂの開口部分を基材ａにて完全に密封し、Ｘ、Ｙの２種類の色の異なる塗料を塗装溝ｂに供給すると共に、塗装溝ｂ内部で完全に攪拌する前の段階（完全にではなく半分混じりあっている状態）で基材ａを矢印方向に連続的に移動させることにより、基材ａの表面に縞目模様を形成するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した塗装装置によって、基材ａには縞目模様が形成されるが、その縞目に変化を持たせるためには塗料Ｘ、塗料Ｙの混合比や塗料Ｘ、塗料Ｙに含まれる溶剤の量を調整したり、基材ａの移動速度を調整するほかに方法がなく、温度の影響を受け易い上に同一の模様を再現するのが難しく、さらには変化させることができる模様のパターンが乏しかった。また、塗料Ｘ、塗料Ｙが半練り状に混合されているため、輪郭が鮮明でくっきりした模様を形成できなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような欠点を除去するために、請求項１記載の第１発明に記載したように、連続した長尺薄板状の基材の表面に模様を形成する塗装装置において、基材の表面を接触しつつ横断するように設置し基材に塗料を転写する転写ロールと、転写ロールと並置した載塗料ロールと、略四角柱のダイスとダイスの一側面に塗装ヘッドを形成して載塗料ロールの表面に主塗料を施す主塗料供給装置と、主塗料が表面に施された状態の載塗料ロール、転写ロール、基材のうち少なくとも１つを上方にて横断するように副塗料を吐出する複数のパイプを列設し、パイプはそれぞれが流量調節可能なバルブを備えている副塗料吐出装置とから構成される塗装装置を提案するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に図面を用いて、本発明に係る塗装装置について説明する。図１は本発明の第１発明に係る塗装装置αの概略を示す斜視図、図２（ａ）〜（ｃ）はその部分拡大図であり、Ａ、Ｂはそれぞれ異なる種類の塗料、Ｃは支持ロール、Ｄは載塗料ロール、Ｅは転写ロール、Ｆは主塗料供給装置である塗装ヘッド、Ｇは副塗料吐出装置、βは基材である。小矢印は、各ロールの回転方向等、中矢印は基材βの移動方向、大矢印は副塗料吐出装置Ｇの移動方向を示すものである。
【０００６】
基材βは長尺状で連続した各種薄金属板、プラスチックフィルム等からなるもので、幅は任意、厚さは約０．２〜１．５ｍｍ位のものであり、塗装装置αにより表面に模様を塗装される被塗装体である。
【０００７】
支持ロールＣは図１に示すように矢印方向に回転し、基材βの裏面と密着し基材βを次工程（乾燥、焼き付け、切断等）に移動させるものであり、基材βに対してテンションを加え、基材βが搬送途中に蛇行したり、撓んだりしないように安定して移動させるものである。
【０００８】
載塗料ロールＤは、転写ロールＥと略同等の幅を有するもので、図１においては、塗装ヘッドＦ、副塗料吐出装置Ｇから供されるそれぞれ種類の異なる塗料Ａ、Ｂをその表面に付し、その塗料Ａ、Ｂを転写ロールＥに転写する構成を示している。この場合、載塗料ロールＤの表面の、基材βにほぼ等しい幅の全面に亘って塗料Ａを施した後、塗料Ａ上から塗料Ｂを任意の模様で施すものである。載塗料ロールＤの表面の材質としては金属、合成樹脂、ゴム等任意に選択できるが、塗料が付着しやすく弾性を有したゴムロールが好ましいものである。
【０００９】
転写ロールＥは、基材βの表面にて接触しつつ横断するように設置し、載塗料ロールＤと並置し、かつ支持ロールＣと基材βを介して対峙するように設置するものであり、矢印方向に基材βの移動速度と同一の速度、もしくは異なる速度で、もしくは矢印方向と反対の方向に回転する。また、塗装ヘッドＦにより載塗料ロールＤの表面に形成された模様は、転写ロールＥに転写され、さらに基材βの表面に転写されるものであるが、載塗料ロールＤと転写ロールＥとの間隔△Ｔを変化させたり、もしくは載塗料ロールＤと転写ロールＥの回転速度を異ならせたり、任意に変化させながら行うことにより、基材βの表面に表れる塗料Ａ、Ｂによる模様に変化をもたせることも可能である。なお、転写ロールＥの表面の材質としては金属、合成樹脂、ゴム等任意に選択できるが、塗料が付着しやすいゴムロールが好ましいものである。間隔△Ｔとしては、０〜２．０μ程度で、好ましくは０．１５〜０．５０μ程度であり、上述したように任意に変化させることができる。
【００１０】
図１では、塗装ヘッドＦを用いて載塗料ロールＤへの塗料Ａの載置を行う例を示しており、例えば図２（ａ）に示すような構成のものを用いるものである。すなわち塗装ヘッドＦは、略四角柱のダイス１と、ダイス１の一側面の載塗料ロールＤに面するヘッド２と、ヘッド２の略中央部分に断面半円状の細い塗装溝３を形成したものである。さらに、ヘッド２の上方端部には舌片２ａを設け、塗料Ａの膜厚を調整すると共に、塗料Ａの切れを良くすることができる。また、ダイス１内において塗装溝３に塗料Ａを供給するパイプ４が接続パイプ５を介して連結されている。なお、図２（ｃ）に示すように、ヘッド２と載塗料ロールＤの表面とは最短で△ｓの距離を有し、△ｓ＝０．０１〜２．０μ程度で、好ましくは０．１５〜０．５０μ程度であり、任意に調整可能であることが好ましい。
【００１１】
塗料Ｂを載塗料ロールＤ上に載置するには、例えば図２（ｂ）に示すような構成を有する副塗料吐出装置Ｇを用いるものであり、１１はダイス、１２はヘッド、１３はパイプ、１４は供給パイプ、１５はバルブである。すなわち、副塗料吐出装置Ｇは、主塗料が表面に施された状態の載塗料ロールＤ、転写ロールＥ、基材βのうち少なくとも１つを上方にて横断するように副塗料Ｂを吐出する複数のパイプ１３を列設し、さらにパイプ１３はそれぞれが流量調節可能なバルブ１５を備えた構成を有するものであって、図１では載塗料ロールＤ上に配した例を示している。
【００１２】
副塗料吐出装置Ｇは、略四角柱のダイス１１と、ダイス１１の一側面の載塗料ロールＤに面するヘッド１２を有するものである。また、ダイス１１内において、ヘッド１２に塗料Ｂを供給する供給パイプ１４がパイプ１３に連結されており、各々の供給パイプ１４の先端もしくは中途には、それぞれ独自に開閉自在なバルブ１５が設けられている。なお、図２（ｃ）に示すように、ヘッド１２、もしくはパイプ１３の先端と塗料Ａを載置していない状態の載塗料ロールＤの表面とは、△ｔの距離を有し、△ｓ≦△ｔなる関係を有する。
【００１３】
副塗料吐出装置Ｇは、パイプ１３に備えた各バルブ１５は、各々独立して調整可能とし、パイプ１３毎に塗料Ｂの流量を増減させたり、止めたりすることができ、さらに、副塗料吐出装置Ｇは、図１の大矢印に示すように、基材βの進行方向に対して直角の方向に自由に移動可能とすることができるようにすることにより、基材βの縞目模様の太さを調節したり、途切れさせたり、迂曲させたりして変化に富んだ縞目模様を形成することが極めて容易となる。なお、図示しないが、副塗料吐出装置Ｇはダイス１１、ヘッド１２等を有さずにパイプ１３、供給パイプ１４、バルブ１５等を露出させた状態でもよく、さらにはパイプ１３の先端からの塗料Ｂの吐出を、スプレー状に行うこともできる。
【００１４】
載塗料ロールＤの表面に塗料Ａを施した直後で、殆ど乾燥しないうちに塗料Ａの塗膜上から塗料Ｂを施すことで、塗料Ａ、Ｂが適度に混じり合った独特な模様を基材βに形成することが可能になる。なお、供給する塗料Ａ、Ｂはアクリル系、ウレタン系、エポキシ系、ポリエステル系、フッ素樹脂系等の一種以上からなり、少なくともそれぞれの色が異なるものであり、勿論、塗料Ａ、Ｂの性質自体が異なるものでもよい。また、塗料Ａ、Ｂのどちらか一方をインク等の各種顔料のみとして供給してもよい。また、塗料Ａ、Ｂの何れか一方、もしくは両方に、塗料Ａ、Ｂの回転による混合を助長する溶剤を混入しておくこともでき、溶剤の種類としてはアルコール類、ケトン類、エステル類、グリコールエーテル類、エーテル類、炭化水素類のうち、１種以上である。塗料Ａ、Ｂに混合する溶剤の種類、量により、基材βに転写される模様の風合いを変化させることもできる。
【００１５】
載塗料ロールＤの表面に模様が形成される仕組みとしては、塗装ヘッドＦにおいて、パイプ４から供給される塗料Ａを接続パイプ５を経て塗装溝３に至らしめ、載塗料ロールＤを矢印方向に回転させることによって塗装溝３内の塗料Ａを載塗料ロールＤに一定厚に塗布する。次に、副塗料吐出装置Ｇの供給パイプ１４から供給される塗料Ｂを各パイプ１３を経てヘッド１２から、載塗料ロールＤの表面に塗布された塗料Ａ上に塗布する。この際、副塗料吐出装置Ｇを、基材βの幅方向を反復するように移動させたり、各バルブ１５を任意に開閉させることにより、塗料Ｂによって基材βの表面に迂曲したり、途切れたりした縞目模様を形成することができる。
【００１６】
図３は、上記塗装装置αを連続ラインに組み込んだ場合の一連の装置の配列を示す説明図であり、アンコイラＨ、テンションロール群Ｉ、塗装装置α、焼付炉Ｊ、冷却装置Ｋ、テンションロール群Ｌ、リコイラＭより構成されるものである。
【００１７】
アンコイラＨは基材βをコイル状にストックしておくものであり、また、ピンチローラ２１と共に次工程へと基材βを搬送するものである。
【００１８】
テンションロール群Ｉ、Ｌは後記する塗装装置α、焼付炉Ｊ、冷却装置Ｋを挟持するように形成するものであり、基材βに引っ張りの力（テンション）を加えるものである。その構成としてはクランク状に駆動ローラ２２を複数配列するものであり、テンションロール群Ｉの回転スピードをテンションロール群Ｌの回転スピードよりわずかに遅らせるとなお効果的である。
【００１９】
塗装装置αはテンションロール郡Ｉの駆動ローラ２２をそのまま支持ロールＣとして利用し設置するものである。
【００２０】
次に、焼付炉Ｊはインク、塗料を焼き付け乾燥させるものであると共に、密閉空間で内部はガスの燃焼熱等を利用した加温雰囲気状態であり、温度分布的に乾燥部２３、焼付部２４、徐冷部２５の３つに分けられ、山状の温度分布を示すものである。すなわち、乾燥部２３は常温〜摂氏約１００度、焼付部２４は摂氏約１００度〜３００度、徐冷部２５は摂氏約３００度〜５０度位の温度分布を示すものである。
【００２１】
また、焼付炉Ｊから後記する冷却装置Ｋまでの間は、基材βを支持するフリーローラやコンベア等が全く無く、焼き付け乾燥および冷却工程において、熱の伝わりの障害物を排除し、効率よく安定して行うものである。このため、基材βは自重により下方にある程度たわむので、このたわみの頂点となる部分の真下の地面にセンサー２６を配設し、地面と基材βの頂点との距離△ｌを監視して、基材βが地面に設置しないように調整するものである。
【００２２】
冷却装置Ｋは、焼付炉Ｊから出てきた基材βを常温まで冷却するものであり、密閉された空間からなるものである。内部には水噴射器２７とブロア装置２８が基材βの表面および裏面に順に設置してあり、基材βに水噴射器２７から水を噴射して常温まで冷却すると共に、ブロア装置２８より圧縮された空気を噴射して基材βについた水滴を除去するものである。冷却装置Ｋの地面には水を回収するパレットが設置してあり、このパレットはパイプを介して水タンク兼チラー装置につながれ、再び水噴射器２７へと導かれる循環構造になっているものである。また、ブロア装置２８はコンプレッサ等の圧縮装置につながれているものである。
【００２３】
リコイラＭはピンチローラ２９によって導かれる塗装後の基材βを再びコイル状にストックしておくものである。なお、図中３０はフリーローラであり、基材βの支持装置として、焼付炉Ｊおよび冷却装置Ｋ以外の各場所に任意に複数設置するものである。
【００２４】
【その他の実施例】
以上説明したのは本発明に係る塗装装置αの一実施例であり、以下に述べる構成を有する転写装置αを形成することができる。
【００２５】
図４は、副塗料吐出装置Ｇを転写ロールＥ上に配した例である。副塗料吐出装置Ｇを転写ロールＥ上に配することにより、塗装ヘッドＦが載塗料ロールＡ表面に施す塗料Ａに含まれる溶剤が、載塗料ロールＤと転写ロールＥの一部を経ることによって、塗料Ａに含まれる溶剤が適当に蒸散した状態の塗料Ａ上から塗料Ｂを塗布することになり、塗料Ｂが塗料Ａに浸透しにくくなる。従って、副塗料吐出装置Ｇを転写ロールＤ上に配置した場合に比べて、鮮明な縞目模様を基材β表面に形成することができ、さらに塗料Ａが副塗料吐出装置Ｇに付着するのを防止することができる。
【００２６】
図５は、副塗料吐出装置Ｇを転写ロールＥによる転写過程を経た後の基材β上に配した例である。図５のような位置に副塗料吐出装置Ｇを配することにより、塗装ヘッドＦが載塗料ロールＡ表面に施す塗料Ａに含まれる溶剤が、載塗料ロールＤ、転写ロールＥ、及び基材βの表面の一部を経ることによって、塗料Ａに含まれる溶剤が適当に蒸散した状態の塗料Ａ上から塗料Ｂを塗布することになり、塗料Ｂが塗料Ａに浸透しにくくなる。従って、図４に示した構成を採った場合よりも、さらに鮮明な縞目模様を基材β表面に形成することができ、塗料Ａが副塗料吐出装置Ｇに付着するのを防止することができる。
【００２７】
図６（ａ）、（ｂ）および図７は、それぞれ独立したヘッドＮ1 、Ｎ2 を組み合わせて副塗料吐出装置Ｎを構成した例である。ヘッドＮ1 、Ｎ2 は図６（ｂ）に示すようにそれぞれ別途に動かすことができ、基材βの表面に変化に富んだパターンの模様を形成するのに有効である。この場合、ヘッドＮ1
、Ｎ2 のいずれか一方を固定し、もう一方のみを動かしてもよく、さらにヘッドＮ1 、Ｎ2 にはそれぞれ種類の異なる塗料を供給して基材βの表面に塗布することもできる。なお、図示しないが、副塗料吐出装置Ｎを３種類以上のヘッドを組み合わせて形成することもできる。
【００２８】
また、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、略四角柱のダイス３１と、ダイス３１の一側面の載塗料ロールＤに面するヘッド３２と、ヘッド３２の略中央部分に断面半円状の細い塗装溝３３を形成した塗装ヘッドＦを用いることもできる。この場合、ヘッド３２の下方端部には舌片３２ａを設け、また、ダイス３１内に塗装溝３３と平行となるように混合室３４を設け、混合室３４の奥には塗料Ａを供給する第１パイプ３５が連結されており、第１パイプ３５の途中には第２パイプ３６が連結されている。また、塗装溝３３と混合室３４は複数の接続パイプ３７によって接続されており、各々の接続パイプ３７の途中には、開閉自在なバルブ３８が設けられている。
【００２９】
載塗料ロールＤの表面に模様が形成される仕組みとしては、図９に示すように、第１パイプ３５から塗料Ａを供給し、第２パイプ３６から異なる色の塗料Ａ´をそれぞれ供給すると、塗料Ａ、Ａ´は混合室３４に充填されると共に回転しはじめ、半練り状（完全にではなく半分混じりあっている状態）となり、接続パイプ３７内を移動して、塗装構内でさらに回転を加え、そこを載塗料ロールＤの表面が移動することにより、転写ロールＥの表面に連続的な帯、筋、縞目状の模様が形成されるものである。塗装ヘッドＦにて形成した模様上に、副塗料吐出装置Ｇによって新たな模様を形成し、基材βの表面にぼやけた縞目と鮮明な縞目を重ねて形成でき、変化に富んだパターンの模様を形成することができる。
【００３０】
また、図１０（ａ）は塗装ヘッドＦの塗装溝３の左右両端に弾性体４１を配設した例である。弾性体４１は、浸水性を有するもので、基材βの幅方向両端縁に相当する範囲に配し、塗装溝３の左右外方に塗料が漏れるのを防止するものである。図１０（ｂ）は塗装溝３をヘッド２の両端近傍まで延長すると共に、図１０（ｃ）に示すように先端に弾性体４１を装着した調整棒４２を塗装溝３の両端に挿入して、矢印方向に移動可能とした塗装ヘッドＦの例であり、特に基材βの幅の変化に対応して、塗装する幅を矢印方向に任意に変更する際に有効なものである。
【００３１】
また、図１１に示すように、必要に応じて洗浄装置Ｏを載塗料ロールＤ、転写ロールＥに隣接させることができる。すなわち、載塗料ロールＤにおいては塗料Ａ（副塗料供給装置Ｇの位置によっては塗料Ｂも含む）を転写ロールＥに転写した後、転写ロールＥにおいては塗料Ａ（副塗料供給装置Ｇの位置によっては塗料Ｂも含む）を基材βに転写した後、余剰な塗料や転写しきれなかった塗料が載塗料ロールＤ及び転写ロールＥの表面に残存しており、これを主に洗浄すると共に、転写後の転写ロールＥの全面をきれいに洗浄して、新たな模様の形成に影響しないようにするものである。
【００３２】
さらに具体的には、洗浄装置Ｏは洗浄ロール５１、パレット５２、ドクター５３とから構成されているものである。洗浄ロール５１は表面が例えば繊維状物、合成樹脂発体、ゴム等の浸透性に優れた素材からなり、転写ロールＥと接すると共に転写ロールＥに対応して回転し、かつ、パレット５２内に充填された溶剤５４を浸潤し、転写ロールＥに付着した余剰塗料を洗浄するものである。
【００３３】
ドクター５３は最終的に転写ロールＥに付着した余剰塗料や溶剤５４を掻き取り、転写ロールＥの表面の付着物を全て除去するものである。また、溶剤５４は塗料Ａ、Ｂ及び塗料Ａ、Ｂに混合された溶剤の性質により、例えば、水、シンナー等任意に選択するものである。
【００３４】
図１2は支持ロールＣ´を配し、基材βの経路を変更した例である。
【００３５】
なお、図示しないが、副塗料吐出装置Ｇもしくは副塗料吐出装置Ｎを載塗料ロールＤ、転写ロールＥ、塗料Ａの転写過程を終えた基材βのうち、少なくとも２箇所以上に配し、変化に富んだ模様を基材β上に形成することも可能である。
【００３６】
以上は本発明の変形例について説明した。また、本発明は、上記したあらゆる構成の任意の組合わせが可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る塗装装置によれば、(1)簡単な調整で変化に富んだ縞目模様を、基材表面に任意に形成することができる。(2)迂曲したり、途切れたりした縞目模様を、基材表面に任意に形成することができる。(3)鮮明な模様を、基材表面に形成することができる。等の特徴、効果がある。
【００３８】
なお、図示しないが、副塗料吐出装置Ｇもしくは副塗料吐出装置Ｎを載塗料ロールＤ、転写ロールＥ、塗料Ａの転写過程を終えた基材βのうち、少なくとも２箇所以上に配し、変化に富んだ模様を基材β上に形成することも可能である。
【００３９】
以上は第１発明の変形例について説明したが、勿論、第２発明についても同様の構成を採ることができる。また、本発明は、上記したあらゆる構成の任意の組合わせが可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る塗装装置によれば、▲１▼簡単な調整で変化に富んだ縞目模様を、基材表面に任意に形成することができる。▲２▼迂曲したり、途切れたりした縞目模様を、基材表面に任意に形成することができる。▲３▼鮮明な模様を、基材表面に形成することができる。等の特徴、効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る塗装装置の例を示す説明図である。
【図２】本発明に係る塗装装置の部分説明図である。
【図３】塗装装置をラインに組み込んだ際の配列を示す説明図である。
【図４】塗装装置を構成する塗装ヘッドのその他の例を示す説明図である。
【図５】塗装装置を構成する塗装ヘッドのその他の例を示す説明図である。
【図６】塗装装置の構成のその他の例の説明図である。
【図７】塗装装置の構成のその他の例の説明図である。
【図８】塗装装置を構成する塗装ヘッドのその他の例を示す説明図である。
【図９】塗装装置を構成する塗装ヘッドのその他の例を示す説明図である。
【図１０】塗装装置を構成する塗装ヘッドのその他の例を示す説明図である。
【図１１】塗装装置の構成のその他の例の説明図である。
【図１２】塗装装置の構成のその他の例の説明図である。
【図１３】塗装装置の従来例を示す説明図である。
【図１４】塗装装置の従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
ａ 基材
ｂ 塗装溝
Ａ 塗料
Ａ´ 塗料
Ｂ 塗料
Ｃ 支持ロール
Ｄ 載塗料ロール
Ｅ 転写ロール
Ｆ 塗装ヘッド
Ｆ´ パレット
Ｇ 副塗料吐出装置
Ｈ アンコイラ
Ｉ テンションロール群
Ｊ 焼付炉
Ｋ 冷却装置
Ｌ テンションロール群
Ｍ リコイラ
Ｎ 副塗料吐出装置
Ｎ1 ヘッド
Ｎ2 ヘッド
Ｏ 洗浄装置
Ｘ 塗料
Ｙ 塗料
α 塗装装置
β 基材
１ ダイス
２ ヘッド
２ａ 舌片
３ 塗装溝
４ パイプ
５ 接続パイプ
１１ ダイス
１２ ヘッド
１３ パイプ
１４ 供給パイプ
１５ バルブ
２１ ピンチローラ
２２ 駆動ローラ
２３ 乾燥部
２４ 焼付部
２５ 徐冷部
２６ センサー
２７ 水噴射器
２８ ブロア装置
２９ ピンチローラ
３０ フリーローラ
３１ ダイス
３２ ヘッド
３３ 塗装溝
３４ 混合室
３５ 第１パイプ
３６ 第２パイプ
３７ 接続パイプ
３８ バルブ
４１ 弾性体
４２ 調整棒
５１ 洗浄ロール
５２ パレット
５３ ドクター
５４ 溶剤

Claims (1)

1. 連続した長尺薄板状の基材の表面に模様を形成する塗装装置において、基材の表面を接触しつつ横断するように設置し基材に塗料を転写する転写ロールと、該転写ロールと並置した載塗料ロールと、略四角柱のダイスと該ダイスの一側面に塗装ヘッドを形成して該載塗料ロールの表面に主塗料を施す主塗料供給装置と、主塗料が表面に施された状態の載塗料ロール、転写ロール、基材のうち少なくとも１つを上方にて横断するように副塗料を吐出する複数のパイプを列設し、該パイプはそれぞれが流量調節可能なバルブを備えている副塗料吐出装置とから構成されることを特徴とする塗装装置。

Images