JP6003343B2 - 連続塗布装置および連続塗布方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属帯に塗布液を予備塗布し、その後本塗布する連続塗布装置および連続塗布方法に関する。

従来、一般に、搬送される亜鉛めっき鋼帯などの金属帯の表面に表面被覆物質、塗料、化学反応剤等をコーティングする手段として、金属帯を塗布液中に浸漬したり、金属帯表面に塗布液をスプレー噴射したり、ロールコータやブラシ等を用いて塗布液を塗布するなど各種の手段がある。

これらの各種の手段のうち、ロールコータを用いる技術では、金属帯へのロールコーティングの際、低粘度の塗布液を使用すると、金属帯の濡れ性不足のため一様なコーティング層を形成することが難しく、コーティングむらが発生し易いという問題があった。

この問題を解決するために、塗布液を塗布するロールコータのアプリケータロールの直前に、予備塗布ロールを有するプレコータで金属帯を予備塗布する方法が提案されている（特許文献１）。また、他の方法としては、搬送される金属帯の帯幅よりも短い開口長さを有するスリット状開口部が設けられたプレコートノズルを用いて、金属帯に予備塗布する方法も提案されている（特許文献２）。

特開２００６−１４２２７６号公報 特開２００５−２４６３１３号公報

予備塗布ロールを用いて予備塗布する特許文献１の方法と、プレコートノズルで直接予備塗布する特許文献２の方法とを比較すると、特許文献１の方法のほうが金属帯に予備塗布する際の塗布液の液量などの調整がしやすく好ましい。
そこで、本発明者らは、特許文献２に記載のプレコートノズルを使用して、特許文献１に記載の予備塗布ロールへ塗布液を供給して、金属帯への塗布液の塗布を実施した。
しかしながら、該態様では、金属帯を高速で走行させて高速塗布を行う際（特に、ライン速度が２５０ｍｐｍ以上の際）には金属帯のエッジ部に塗布液が行き渡らず、コーティングムラ（カスレ）が発生した。

本発明は、上記実情に鑑みて、高速塗布の際においても、金属帯のエッジ部におけるカスレの発生が抑制された連続塗布装置、および、連続塗布方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、従来技術の問題点について鋭意検討した結果、プレコータの予備塗布ロールへの塗布液の供給方法によって、カスレなどの塗布欠陥が生じることを見出した。本発明者らは、該知見に基づいてさらに検討を行ったところ、所定の大きさのスリット状開口部を有するプレコートノズルを用いて塗布液を予備塗布ロールに供給することにより、上記課題が解決できることを見出した。
つまり、本発明者らは、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。

すなわち、本発明の連続塗布装置は、金属帯の少なくとも片面に塗布液を予備塗布する予備塗布ロール、および、予備塗布ロールの直下に設けられ、予備塗布ロールの軸方向に延在するスリット状開口部を持ち、スリット状開口部から塗布液を予備塗布ロールに供給するプレコートノズルを有するプレコータと、プレコータの下流側で予備塗布された金属帯の表面に塗布液を本塗布するロールコータとを備える連続塗布装置であって、予備塗布ロールの軸方向に沿ったスリット状開口部の長さが金属帯の帯幅以上であることを特徴とする。

また、プレコートノズルが、予備塗布ロールの軸方向で、スリット状開口部を挟んだ両側にスリット状開口部に沿って設けられた一対の線状のブラシを備えることが好ましい。

また、本発明の連続塗布方法は、金属帯の少なくとも片面に、上流側で予備塗布ロール、および、予備塗布ロールの直下に設けられ、予備塗布ロールの軸方向に延在するスリット状開口部を持つプレコートノズルを有するプレコータにより塗布液が予備塗布され、予備塗布後、下流側でロールコータにより塗布液が本塗布される連続塗布方法であって、予備塗布ロールの軸方向に沿ったスリット状開口部の長さが金属帯の帯幅以上であり、スリット状開口部からプレコートノズルの直上にある予備塗布ロールの表面に塗布液を供給する方法である。

また、本発明の連続塗布方法においては、予備塗布ロールの軸方向に、スリット状開口部を挟んだ両側にスリット状開口部に沿って一対の線状のブラシを配置し、スリット状開口部から供給された塗布液の流れ方向を予備塗布ロールの軸方向に向かうようにブラシに案内させることが好ましい。

本発明によれば、高速塗布の際においても、金属帯のエッジ部におけるカスレの発生が抑制された連続塗布装置、および、連続塗布方法を提供することができる。

本発明の連続塗布装置の第１の実施態様の要部構成例を示す側面図である。 図１に示す連続塗布装置に用いられるプレコートノズルの模式的斜視図である。 本発明の連続塗布装置の第２の実施態様の要部構成例を示す側面図である。 図２に示す連続塗布装置に用いられるプレコートノズルの構成を正面から見た断面図である。 図４のＡ−Ａ線断面矢視図である。

以下に、本発明の連続塗布装置および連続塗布方法について、図面を参照して説明する。

＜連続塗布装置（第１の好適実施形態）＞
まず、図１を参照して、本発明の連続塗布装置の第１の好適実施形態を説明する。
図１は、本発明の連続塗布装置１００の要部構成例を示す側面図である。
図１に示すように、帯状被塗布体である金属帯Ｓは、図示しない上流側の処理セクション、例えば、連続焼鈍設備、塗布前処理設備等から本発明の連続塗布装置１００を経て下流側の処理セクション、例えば、焼付設備、乾燥設備へ、パスライン１０に沿って矢印の方向に所定の速度で連続搬送される。
連続塗布装置１００は、一対のプレコータ（予備塗布装置）１２、１２、一対のロールコータ（本塗布装置）３０、３０とからなり、プレコータ１２、１２がロールコータ３０、３０よりもパスライン１０の上流側にある。そして、パスライン１０を搬送される金属帯Ｓは、金属帯Ｓを厚さ方向両側から挟んで対向するように配置された一対のプレコータ１２、１２の間、および、金属帯Ｓを厚さ方向両側から挟んで対向するように配置された一対のロールコータ３０、３０の間に挟まれている。
以下では、まず、金属帯Ｓについて詳述し、その後プレコータ１２およびロールコータ３０の構成について詳述する。

（金属帯Ｓ）
金属帯Ｓは、長尺状であり、その種類は特に制限されない。例えば、冷延鋼板、各種めっき鋼板、アルミニウム板などが挙げられる。

（プレコータ）
プレコータ１２は、金属帯Ｓの表面への本塗布に先立って、金属帯Ｓの表面に対して塗布液Ｐを塗布することにより予備塗布を行う装置である。
プレコータ１２は、塗布液タンク（図示しない）と、塗布液供給管（図示しない）と、ポンプ（図示しない）と、予備塗布ロール１４と、プレコートノズル１６と、液受けパン２４とを有する。

塗布液タンクは、プレコート１２で使用される塗布液Ｐを貯留するタンクであり、塗布液Ｐは後述する塗布液供給管を介してプレコートノズル１６に供給される。
塗布液供給管は、塗布液タンクとプレコートノズル１６とをつなぐ管であり、その途中にポンプを備える。該ポンプによって、塗布液タンクから塗布液Ｐが塗布液供給管を介してプレコートノズル１６へ供給される。
なお、プレコートノズル１６への塗布液Ｐの供給方法は上記塗布液タンクに限定されず、後述する塗布液パン３８からポンプによって塗布液供給管を介して供給されてもよい。
また、塗布液タンクまたは塗布液パン３８の配置位置をプレコートノズル１６の配置位置よりも高くして、ポンプを使用せず、高低差を利用して塗布液Ｐをプレコートノズル１６に供給してもよい。

予備塗布ロール１４は、搬送される（走行する）金属帯Ｓに接触して、プレコートノズル１６より供給された塗布液Ｐを金属帯Ｓに塗布（転写）する。該予備塗布ロール１４は、表面に溝加工を施したゴムがライニングされたゴムライニングロールから構成される。
なお、予備塗布ロール１４は金属帯Ｓの進行方向と逆向きにリバース回転可能に構成されている。すなわち、予備塗布ロール１４の表面と金属帯Ｓの表面とが互いに接触しているとき、その接触位置において、予備塗布ロール１４の表面の進行方向が金属帯Ｓの進行方向と逆向きとなる方向へ、予備塗布ロール１４は回転可能に構成されている。

プレコートノズル１６は、上述した予備塗布ロール１４に塗布液Ｐを供給するために使用されるノズルであり、予備塗布ロール１４の直下に配置される。
図２は、プレコートノズル１６の模式的斜視図である。
プレコートノズル１６は、ノズル本体１６ａとスリット状開口部形成部材１６ｂとから構成される。プレコートノズル１６には、スリット状開口部１８が設けられており、該開口部１８より塗布液Ｐが吐出され、塗布液Ｐが予備塗布ロール１４に供給される。スリット状開口部１８は予備塗布ロール１４の軸方向に延在し、スリット状開口部１８の予備塗布ロール１４の軸方向の開口長さＬは金属帯Ｓの帯幅と同じ長さを有する。つまり、スリット状開口部１８の長手方向が予備塗布ロール１４の軸方向に略平行になるように、スリット状開口部１８が設けられる。なお、図１においては、スリット状開口部１８の予備塗布ロール１４の軸方向に沿った開口長さＬが金属帯Ｓの帯幅と同じである態様を示すが、その開口長さＬは金属帯Ｓより大きい場合であっても、金属帯Ｓのエッジ部のカスレは抑制される。

一方、スリット状開口部１８の予備塗布ロール１４の軸方向の開口長さＬが金属帯Ｓの帯幅未満の場合、金属帯Ｓのエッジ部においてカスレなどの塗布不良が発生する。
上述した特許文献２で挙げた態様においては、金属帯Ｓの帯幅よりも短いスリット状開口部を有するプレコートノズルが使用されている。しかし、本実施形態のように予備塗布ロール１４を使用して予備塗布する場合は、カスレなどの塗布不良を抑制するためには、特許文献２の態様に反してスリット状開口部１８の開口長さＬは金属帯Ｓの帯幅以上であることが必要とされる。

本実施形態においては、スリット状開口部１８はスリット状開口部形成部材１６ｂに設けられている。スリット状開口部形成部材１６ｂは、円筒形のノズル本体１６ａの外周面上に軸方向に沿って設けられ、ノズル本体１６ａと連通する部材である。該スリット状開口部形成部材１６ｂは、ノズル本体１６ａの外周面から予備塗布ロール１４の方向に向かって延設される。該スリット状開口部形成部材１６ｂにスリット状開口部１８を設けることにより、塗布液Ｐがより予備塗装ロール１４に向かって吐出され、塗布液Ｐの供給効率が高まり、好ましい。
なお、本実施形態に限定されず、スリット状開口部形成部材１６ｂを設けずに、ノズル本体１６ｂの外周面上にスリット状開口部１８を設けてもよい。

液受けパン２４は、プレコートノズル１６の直下に設置される。液受けパン２４は、予備塗布ロール１４およびプレコートノズル１６より落下した塗布液Ｐを受ける上方に開放した受け皿であり、予備塗布ロール１４とプレコートノズル１６の下方に位置する。液受けパン２４は、予備塗布ロール１４およびプレコートノズル１６が常に上方に位置するに足りる面積を有する。
液受けパン２４は、図示しない戻りラインに繋がっており、回収した塗布液Ｐは塗布液タンク（図示しない）に戻される。

（ロールコータ）
ロールコータ３０は、プレコータ１２により予備塗布された金属帯Ｓに対して、ロールにより塗布液Ｐを塗布して本塗布を行う装置である。
ロールコータ３０は、ピックアップロール３２、ミタリングロール３４、アプリケータロール３６、および塗布液パン３８を有する。

ピックアップロール３２は、塗布液パン３８から塗布液Ｐを汲み上げるロールである。ピックアップロール３２は表面をクロムメッキ等された金属ロールであり、ピックアップロール３２の表面とアプリケータロール３６の表面とは、互いに接触している。ピックアップロール３２は、接触するアプリケータロール３６の回転方向と同じ向きに回転可能に構成されている。

ミタリングロール３４は、ピックアップロール３２上の塗布液Ｐの液量を調整するロールである。ミタリングロール３４は表面をクロムメッキ等された金属ロールであり、ミタリングロール３４の表面とピックアップロール３２の表面とは、所定の間隙をあけて近接している。ミタリングロール３４はその位置を調整可能であり、ミタリングロール３４とピックアップロール３２との間隙の大きさを調整できる。該間隙を調整することにより、ピックアップロール３２上の塗布液Ｐの液量を調整できる。ミタリングロール３４の回転方向は、近接配置されたピックアップロール３２の回転方向と同じである。
なお、ミタリングロール３４には、塗布液Ｐをかきとるブレード（図示しない）が設置されている。

アプリケータロール３６は、ピックアップロール３２上の塗布液Ｐを金属帯Ｓに転写するロールであり、ピックアップロール３２と接触するように配置される。アプリケータロール３６は表面をゴム被覆されたゴムロールであり、アプリケータロール３６は金属帯Ｓの進行方向と逆向きにリバース回転可能に構成されている。すなわち、アプリケータロール３６の表面と金属帯Ｓの表面とが互いに接触しているとき、その接触位置Ｘｂ１において、アプリケータロール３６の表面の進行方向が金属帯Ｓの進行方向と逆向きとなる方向へ、アプリケータロール３６は回転可能に構成されている。

塗布液パン３８は上方が開放した受け皿であり、直上にピックアップロール３２が位置している。ピックアップロール３２の下端の高さ位置は、塗布液パン３８中の塗布液Ｐの液面よりも下方にある。
なお、塗布液パン３８は、塗布液タンク（図示しない）と供給ライン（図示しない）を介してつながっており、一定量の塗布液Ｐが常時供給され、塗布液Ｐの液面の高さは一定に保たれている。また、塗布液パン３８の底部には塗布液Ｐの排出口（図示しない）を有しており、塗布液タンクに塗布液Ｐを戻す戻りライン（図示しない）とつながっている。

＜連続塗布方法＞
次に、上記した連続塗布装置１００を用いた、連続塗布方法について詳述する。
まず、金属帯Ｓが搬送ロール（図示しない）によってパスライン１０を下流側から上流側へ連続搬送され、一対のプレコータ１２、１２同士の間に入る。

一方のプレコータ１２では、予備塗布ロール１４の表面が金属帯Ｓの一方の表面に接触しており、予備塗布ロール１４は金属帯Ｓの進行方向と逆向きにリバース回転している。予備塗布ロール１４の表面には、プレコートノズル１６のスリット状開口部１８から吐出された塗布液Ｐが付着しており、接触位置Ｘａ１において、予備塗布ロール１４の表面に付着している塗布液Ｐが金属帯Ｓの表面に転写される。
他方のプレコータ１２においても、接触位置Ｘａ２において、予備塗布ロール１４の表面に付着した塗布液Ｐが金属帯Ｓの他方の表面に転写される。
つまり、接触位置Ｘａ１および接触位置Ｘａ２において、金属帯Ｓは両面を予備塗布され、予備塗布された金属帯Ｓが下流側のロールコータ３０へ搬送される。

なお、プレコートノズル１６には、塗布液タンク（図示しない）からポンプ（図示しない）によって供給ライン（図示しない）を介して塗布液Ｐが供給されており、供給された塗布液Ｐは、スリット状開口部１８から吐出され予備塗布ロール１４表面に付与される。

一定量の塗布液Ｐを塗布されて予備塗布を終えた金属帯Ｓは、パスライン１０を下方から上方へ連続搬送され、一対のロールコータ３０同士の間に入る。
ロールコータ３０のピックアップロール３２の下端は、塗布液パン３８中の塗布液Ｐの液面より下方の高さ位置にあるので、塗布液パン３８内の塗布液Ｐに浸かっており、塗布液Ｐがピックアップロール３２の表面に付着する。ピックアップロール３２が回転し、ピックアップロール３２の表面に付着した塗布液Ｐは、ミタリングロール３４とピックアップロール３２との間隙を通過し、所定の液量となるように計量される。なお、ミタリングロール３４の表面に計量後に付着している塗布液Ｐは、ブレード（図示しない）により除去される。

所定の液量となった塗布液Ｐは、ピックアップロール３２とともに回転し、ピックアップロール３２とアプリケータロール３６とが接触している接触位置へ運ばれ、該接触位置において、アプリケータロール３６の表面に転写される。アプリケータロール３６の表面に転写された塗布液Ｐは、アプリケータロール３６とともに回転し、アプリケータロール３６の表面と金属帯Ｓの表面との接触位置Ｘｂ１に達する。該接触位置Ｘｂ１において、アプリケータロール３６の表面に付着している塗布液Ｐが、予備塗布された金属帯Ｓの上に転写され、本塗布を終える。
なお、他方のロールコータ３０においても、接触位置Ｘｂ２において、アプリケータロール３６の表面に付着している塗布液Ｐが、予備塗布された金属帯Ｓの上に転写される。

本塗布を終えた金属帯Ｓは、パスライン１０によって、連続塗布装置１００の下流側の次の工程へ搬送される。例えば、本塗布された金属帯Ｓは、図示されない焼付設備、乾燥設備等で加熱乾燥されて所望の皮膜が形成される。

本発明においては、プレコートノズル１６に設けられたスリット状開口部１８の予備塗布ロール１４の軸方向の幅を金属帯Ｓの帯幅以上の長さにすることによって、２５０ｍｐｍ以上の高速ラインにおいてもエッジ部で塗布欠陥のない金属帯Ｓを得ることができる。

＜連続塗布装置（第２の好適実施形態）＞
以下に、図３を参照して、本発明の連続塗布装置の第２の好適実施形態を説明する。
図３は、本発明の連続塗布装置２００の要部構成例を示す側面図である。
図３に示すように、連続塗布装置２００は、プレコータ１１２とロールコータ３０とを備える。プレコータ１１２中のプレコートノズル１１６は、ノズル本体１６ａ、立設壁２０と、ブラシ２２とを備える。
図３に示す連続塗布装置２００は、スリット状開口部形成部材１６ｂを有さず、立設壁２０およびブラシ２２を備える点以外を除いて、図１に示す連続塗布装置１００と同様の構成を有するものであるため、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略し、主として立設壁２０およびブラシ２２について説明する。

図４は、プレコートノズル１１６の構成を正面から見た断面図であり、図５は図４中の矢印Ａ−Ａ線から見た断面矢視図である。

図４および図５に示すように、予備塗布ロール１４の軸方向（スリット状開口部１８の長手方向）で、プレコートノズル１１６のスリット状開口部１８を挟んだ両側にスリット状開口部１８に沿って延びる一対の立設壁２０が設けられる。この立設壁２０を設けることにより、スリット状開口部１８より吐出された塗布液Ｐはその立設壁２０に案内されて、予備塗布ロール１４の軸方向に流れ、予備塗布ロール１４に対してより一様なコーティングを施すことができ、好ましい。

また、図４および図５に示すように、立設壁２０上には線状のブラシ２２が設けられる。該ブラシ２２を設けることにより、スリット状開口部１８より吐出された塗布液Ｐの予備塗布ロール１４への流れがより促進されると共に、吐出された塗布液Ｐがブラシ２２の小さい隙間を通って上昇し、液の飛散も減少し、予備塗布ロール１４への塗布液Ｐの供給をより効率よく行うことができ、好ましい。
なお、図４および図５においては、ブラシ２２を立設壁２０上に設けているが、ブラシ２２を直接ノズル本体１６ａのスリット状開口部１８を挟んだ両側でスリット状開口部１８に沿って線状に設けてもよい。

ブラシ２２を構成する材料は特に限定されるものではなく、ロールにキズが入りにくく、かつ、ロールに接触したときに、カスが出にくい素材が好ましく、１本１本が別れたブラシになっていてもよく、フェルト状になっていてもよい。
ブラシ２２の長さは、金属帯Ｓのエッジ部のカスレがより防止される点で、０．３〜３．０ｃｍが好ましく、０．５〜２．０ｃｍがより好ましい。

なお、図面では、金属帯Ｓを縦（地面と垂直）に流すパスとして記載したが、金属帯Ｓを横に流すパスとしてもよい。また、表裏同時塗布の場合を例示したが、表裏の塗布位置をずらしたり、表裏片面ずつの塗布としてもよい。
また、図面では、ロールの回転をリバース回転としたが、ナチュラル回転としてもよい。

本実施例では、図３に示した第２の実施形態と同様の構成を有する連続塗布装置２００を使用し、ライン速度を変更しながら、塗布液Ｐを金属帯Ｓに連続塗布した。連続塗布した金属帯Ｓは、その板厚は０．７ｍｍ、板幅は１３００ｍｍであった。また、プレコートノズル１１６のスリット状開口部１８の予備塗布ロール１４の軸方向に沿った開口長さＬは１３００ｍｍであった。なお、ブラシ２２として、ポリプロピレン製の９ｍｍの長さのブラシを用い、プレコートノズル１１６は、金属帯Ｓの幅方向の中心線を通りスリット状開口部１８の該プレコートノズル１１６から供給された塗布液Ｐが金属帯Ｓの全幅に供給されるようにプレコートノズル１１６の位置を調整した。言い換えると、金属帯Ｓの幅方向における中心線を通る法線が、プレコートノズル１１６のスリット状開口部１８の幅方向の中心線を通るように位置が調整される。
また、比較例として、プレコートノズル１１６のスリット状開口部１８の開口長さＬを１２７０ｍｍにした点以外は、実施例で使用した連続塗布装置２００を使用し、塗布液Ｐを金属帯Ｓに連続塗布した。

ライン速度を２２０〜２８０ｍｐｍに変更した際に、金属帯Ｓのエッジ部においてカスレがあるか否かを判定した。カスレがない場合は「○」、わずかにカスレがある場合を「△」、カスレがある場合を「×」とした。結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例においては、ライン速度を２８０ｍｐｍに変更した場合であっても、塗布液Ｐのカスレは確認されなかった。
一方、スリット状開口部１８の開口長さＬが金属帯Ｓより狭い比較例においては、ライン速度２５０ｍｐｍにおいてカスレが発生した。

１００，２００ 連続塗布装置
１０ ラインパス
１２，１２２ プレコータ
１４ 予備塗布ロール
１６，１１６ プレコートノズル
１６ａ ノズル本体
１６ｂ スリット状開口部形成用部材
１８ スリット状開口部
２０ 立設壁
２２ ブラシ
３０ ロールコータ
３２ ピックアップロール
３４ ミタリングロール
３６ アプリケータロール
Ｓ 金属帯
Ｐ 塗布液

Claims (2)

1. 金属帯の少なくとも片面に塗布液を予備塗布する予備塗布ロール、および、前記予備塗布ロールの直下に設けられ、前記予備塗布ロールの軸方向に延在するスリット状開口部を持ち、前記スリット状開口部から前記塗布液を前記予備塗布ロールに供給するプレコートノズルを有するプレコータと、
   前記プレコータの下流側で予備塗布された金属帯の表面に前記塗布液を本塗布するロールコータとを備える連続塗布装置であって、
   前記予備塗布ロールの軸方向に沿った前記スリット状開口部の長さが前記金属帯の帯幅以上であり、
   前記プレコートノズルが、前記予備塗布ロールの軸方向で、前記スリット状開口部を挟んだ両側に前記スリット状開口部に沿って設けられた一対の線状のブラシを備えることを特徴とする連続塗布装置。
2. 金属帯の少なくとも片面に、上流側で予備塗布ロール、および、前記予備塗布ロールの直下に設けられ、前記予備塗布ロールの軸方向に延在するスリット状開口部を持つプレコートノズルを有するプレコータにより塗布液が予備塗布され、予備塗布後、下流側でロールコータにより塗布液が本塗布される連続塗布方法であって、
   前記予備塗布ロールの軸方向に沿った前記スリット状開口部の長さが前記金属帯の帯幅以上であり、前記スリット状開口部から前記プレコートノズルの直上にある前記予備塗布ロールの表面に塗布液を供給し、
   前記予備塗布ロールの軸方向で、前記スリット状開口部を挟んだ両側に前記スリット状開口部に沿って一対の線状のブラシを配置し、前記スリット状開口部から供給された塗布液の流れ方向を前記予備塗布ロールの軸方向に向かうように前記ブラシに案内させる、連続塗布方法。