JP5663884B2 - 塗布装置 - Google Patents

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Description

本発明は、塗料を基材（金属板等）に塗布する塗布装置に関し、特に、ロール式塗布装置に関するものである。
塗料を基材（金属板等）に塗布する塗布装置として、循環タンクと塗料パンの間で塗料を循環させ、塗料パン内の塗料から回転するロールにより塗料を汲み上げ、基材に塗布するロール式塗布装置が知られている。
図１は、そのようなロール式塗布装置の一例を示すものである。図１に示すように、このロール式塗布装置１０は、走行する鋼帯１の上面と下面に対して連続的に塗料２を塗布するものであり、塗料２を貯留した循環タンク１１と、塗料２を循環させるためのポンプ１２と、鋼帯１の上面に塗料２を塗布する上面塗布ユニット２０と、鋼帯１の下面に塗料２を塗布する下面塗布ユニット３０とを備えている。
そして、上面塗布ユニット２０は、塗料パン２１に収容された塗料２を汲み上げるピックアップロール２２と、ピックアップロール２２の表面に沿って運ばれる塗料２を受け取り、その塗料２を鋼帯１の上面に塗布するアプリケータロール２３と、鋼帯１が巻き付くバックアップロール２４とを有している。なお、循環タンク１１と塗料パン２１の間には、循環タンク１１から塗料パン２１に塗料２を供給する供給配管１３と、塗料パン２１から余剰の塗料２を循環タンク１１に回収する回収配管１４とが設けられており、この供給配管１３と回収配管１４によって、循環タンク１１と塗料パン２１の間で塗料２を循環させている。
同様に、下面塗布ユニット３０は、塗料パン３１に収容された塗料２を汲み上げるピックアップロール３２と、ピックアップロール３２の表面に沿って運ばれる塗料２を受け取り、その塗料２を鋼帯１の下面に塗布するアプリケータロール３３とを有している。なお、循環タンク１１と塗料パン３１の間には、循環タンク１１から塗料パン３１に塗料２を供給する供給配管１５と、塗料パン３１から余剰の塗料２を循環タンク１１に回収する回収配管１６とが設けられており、この供給配管１５と回収配管１６によって、循環タンク１１と塗料パン３１の間で塗料２を循環させている。
なお、図１では、ピックアップロールとアプリケータロールの２つのロールが設置された２ロール型であるが、ピックアップロールとアプリケータロールに加えて、ピックアップロールによって汲み上げられた塗料の一部を絞り落とすミータリングロールが設置されている３ロール型のものもある。
上記のようなロール式塗布装置においては、塗料の成分によってレベルの違いはあるものの、泡が発生し、時間の経過と共に泡が増加し、その泡が塗料に抱き込まれ、塗膜中に欠陥を形成し、塗装外観の不良を招くことが知られている。
このような泡による塗装外観の不良を防止するために、これまで各種の技術が提案されている。
例えば、特許文献１には、ピックアップロールによって汲み上げられている塗料の一部をミータリングロールに到着する前に絞り落とす邪魔板を設けたロール式塗布装置が提案されている。
これは、泡が発生するメカニズムとして、ミータリングロールによって絞り落とされた塗料が塗料液面上に落下し、大気を巻き込むことで泡が発生すると考えたことに基づいており、上記のような邪魔板を設けることによって、絞り落とされた塗料と大気の接触を少なくすることで、泡の発生を抑制しようとするものである。
また、特許文献２には、塗料パンの塗料液面の上方で、線状体を回転または往復させて、塗料液面上の泡に接触させることによって、破泡・消泡するという消泡装置が提案されている。
また、特許文献３には、塗料の循環系の途中に配設される脱泡装置として、塗料中の気泡の浮上分離を促進する脱泡処理室と、その脱泡処理室に浮上した気泡の消泡を促進する排気手段とを備えた脱泡装置が提案されている。
特開２００９−０５６４４７号公報 特開２０００−２１８２２０号公報 特開２００１−１２１０６７号公報
しかしながら、上記の特許文献１〜３に記載の技術を適用したとしても、泡による塗装外観の不良を充分には防止することができなかった。
しかも、特許文献１に記載の技術は、３ロール型のロール式塗布装置を前提にしており、２ロール式の塗布装置等には適用することができない。
また、特許文献２、３に記載の技術は、泡の発生そのものを抑止するものでなく、発生した泡を消泡・脱泡するものであるし、大掛かりな消泡装置や脱泡装置が必要である。
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、泡の発生を的確に抑止して、塗装外観の不良を防止することができる塗布装置を提供することを目的とするものである。
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有している。
［１］循環タンクと塗料パンの間で塗料を循環させ、塗料パン内の塗料から回転するロールにより塗料を汲み上げ、基材に塗布する塗布装置であって、循環タンクから塗料パンに塗料を供給する配管の最も高い位置において配管の一部に大気に開放された開放孔が設けられているとともに、塗料パンに塗料を供給する供給口の一部が塗料パン内の塗料の液面よりも上方に位置し、さらに、供給口を通過する塗料の液面より上方部分の供給口が大気に開放されていて、供給配管の最も高い位置において供給配管内に形成された空気層が開放孔と供給口を介して大気と連通し、その間を空気が自由に移動できるようになっていることを特徴とする塗布装置。
本発明においては、泡の発生を的確に抑止して、塗装外観の不良を防止することができる。その結果、美麗な外観を有する塗装金属帯を安定的に製造することが可能となる。
ロール式塗布装置の一例を示す図である。 従来のロール式塗布装置における泡の発生メカニズムを示す図である。 本発明の一実施形態を示す図である。
本発明者らは、泡による塗装外観の不良を確実に防止するためには、特許文献２、３のように、発生した泡を消泡・脱泡するのではなく、泡の発生そのものを抑止することが必要であると考えた。そして、２ロール型のロール式塗布装置においても泡が発生することから、特許文献１のように、３ロール型のロール式塗布装置を前提にした泡の発生メカニズムでは充分に説明できないことが想定された。
そこで、本発明者らは、２ロール型や３ロール型であることを問わず、ロール式塗布装置において泡が発生するメカニズムについて鋭意検討を行った。その結果、以下のようなメカニズムで泡が発生することを突き止めた。
すなわち、図２は、図１において、Ａ部（破線で囲んだ個所）の拡大図であり、従来のロール式塗布装置において、供給配管１３から塗料パン２１に塗料２が供給されている状態を示しているが、その際に、供給配管１３の最も高い個所において、供給配管１３内に空気層８が形成されており、その空気層８の空気が供給配管１３内の塗料２の流れに巻き込まれて、供給配管１３の供給口１３Ａから塗料パン２１内に流れ込み、塗料２中に混入した後、塗料２の液面３上に浮上して泡９となる。
なお、図１において、Ｂ部（破線で囲んだ個所）においても同様のメカニズムで泡が発生する。
したがって、本発明者らは、上記のような泡の発生メカニズムに基づいて、泡９の発生を抑止するためには、空気層８の空気が供給配管１３内の塗料２の流れに巻き込まれないようにすればよいとの考えに至った。
上記の考え方に基づいてなした本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態においては、図１に示したロール式塗布装置１０を対象としている。
図３は、本発明の一実施形態における、図１のＡ部（破線で囲んだ個所）の拡大図であり、供給配管１３から塗料パン２１に塗料２が供給されている状態を示している。
図３に示すように、この実施形態では、供給配管１３の最も高い位置において供給配管１３の一部に開放孔１８が設けられているとともに、供給配管１３の供給口１３Ａの一部１３ａが塗料２の液面３よりも上方に位置している。
これによって、供給配管１３の最も高い個所において供給配管１３内に形成された空気層８が開放孔１８と供給口１３ａを介して大気と連通し、その間を空気が自由に移動できるようになる。その結果、空気層８の空気が供給配管１３内の塗料２の流れに巻き込まれることが防止され、泡９の発生が抑止される。
なお、図３は、図１のＡ部（破線で囲んだ個所）について示しているが、もちろん、図１のＢ部（破線で囲んだ個所）についても同様である。
これにより、この実施形態においては、従来のロール式塗布装置では実現し得なかった、塗料パン内の泡を長時間に渡って激減することに成功し、美麗な外観を有する塗装金属帯を高能率かつ高歩留で安定的に製造することが可能になる。
なお、この実施形態の対象としたロール式塗布装置１０は、２ロール型であったが、本発明は、３ロール型等の他のロール式塗布装置にも適用することができることは言うまでも無い。
本発明の実施例として、図１に示したロール式塗布装置を用いて、板厚２．３ｍｍ以下の中低炭素鋼の冷延鋼帯に塗料を塗布した。
その際に、本発明例として、図３に示した本発明の一実施形態に基づいて塗布を行うとともに、従来例として、図２に示した従来の状態で塗布を行った。
その結果を表１に示す。
表１に示すように、本発明例では、従来例に比べて、泡の発生が無くなって、塗装ムラが無くなるのに伴って、製造能率が約２倍と大幅に向上し、また、外観不良も激減したので、歩留まりも大幅に向上した。
これによって、本発明の有効性が確認された。
１ 鋼帯
２ 塗料
３ 塗料の液面
８ 空気層
９ 泡
１０ ロール式塗布装置
１１ 循環タンク
１２ ポンプ
１３ 供給配管
１３Ａ 供給配管の供給口
１３ａ 供給配管の上方供給口
１４ 回収配管
１５ 供給配管
１６ 回収配管
１８ 開放孔
２０ 上面塗布ユニット
２１ 塗料パン
２２ ピックアップロール
２３ アプリケータロール
２４ バックアップロール
３０ 下面塗布ユニット
３１ 塗料パン
３２ ピックアップロール
３３ アプリケータロール

Claims (1)

  1. 循環タンクと塗料パンの間で塗料を循環させ、塗料パン内の塗料から回転するロールにより塗料を汲み上げ、基材に塗布する塗布装置であって、循環タンクから塗料パンに塗料を供給する配管の最も高い位置において配管の一部に大気に開放された開放孔が設けられているとともに、塗料パンに塗料を供給する供給口の一部が塗料パン内の塗料の液面よりも上方に位置し、さらに、供給口を通過する塗料の液面より上方部分の供給口が大気に開放されていて、供給配管の最も高い位置において供給配管内に形成された空気層が開放孔と供給口を介して大気と連通し、その間を空気が自由に移動できるようになっていることを特徴とする塗布装置。
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