JP6319250B2 - 塗工液飛散防止具およびロールコータ - Google Patents

Description

本発明は、対象物に塗工液を転写して塗布するロールコータに設置される塗工液飛散防止具およびこれを備えたロールコータに関する。

従来より、対象物に塗工液を転写して塗布するロールコータが広く用いられている。

例えば、鋼帯に連続的に化成処理液、塗料等の塗工液を塗装する場合には、２本もしくは３本のコータロールを有するロールコータが多く用いられている。

図３に、２本のコータロールを有するロールコータを示す。このロールコータは、ピックアップロール３とアプリケータロール４を備え、コータパン２内の塗工液をピックアップロール３に付着させ、付着させた塗工液をアプリケータロール４に転写し、アプリケータロール４に転写された塗工液を鋼帯１にさらに転写することで、塗工液を鋼帯１に塗布する。

このように構成されたロールコータでは、アプリケータロール４から、点線矢印方向に塗工液が飛散するという問題がある。塗工液が飛散すると、設備や環境を汚染するだけでなく、鋼帯１に付着して、製品となる鋼帯１の外観不良になるという問題がある。

このような問題に対し、アプリケータロール４からの塗工液の飛散を防止する技術として、以下の技術が開示されている。

特許文献１には、「ピックアップロールとアプリケータロールを有するロールコータを用い、ピックアップロールの周速を２０〜８０ｍ／ｍｉｎ、かつアプリケータロールの周速を鋼帯の通板速度以上の２００〜１０００ｍ／ｍｉｎとして、鋼帯に粘度１〜１０ｍＰａ・ｓの塗工液を連続してリバース塗装する工程を有する鋼帯の塗装方法」が記載されている。

また、特許文献２には、「コータパン内の塗工液をピックアップロールに付着させ、付着させた塗工液をアプリケータロールに転写し、アプリケータロールに転写した塗工液を鋼帯に転写するロールコータにおいて、板状体の側部にアプリケータロール外周面側に突き出た鉤形部を有する第一の鉤形塗工液掻き取り板を、アプリケータロールがピックアップロールに転接してから鋼帯と転接するまでの間のアプリケータロール側面に当接させて、アプリケータロール側面に付着した塗工液を掻き取るようにしたことを特徴とするロールコータ」が開示されている。

特開平１０−３０９５１２号公報 特開２０１３−１２６６５５号公報

しかしながら、実際の塗装では、塗工液の付着量制御、塗装外観の安定化のために、ロール周速及び塗工液粘度などの塗装条件を優先させて決定する必要があるため、特許文献１のように、塗工液の飛散防止を優先させて塗装条件を決定することは困難である。

また、特許文献２では、実施例に示すように、ピックアップロールの胴部側面に、厚さ１ｍｍの鉤型の飛散防止板を配置しているが、飛散防止板の厚さが１ｍｍと薄いために、ピックアップロールが回転していると、飛散防止板を所定の位置に固定しておくことが難しい。また、ピックアップロールと飛散防止板との接触面積が小さいため、うまく塗工液を掻き取ることができない場合があり、依然として鋼帯に塗工液が飛散してしまうという問題がある。

本発明は、このような問題に対してなされたものであり、塗装条件を変更することなく、対象物に塗工液が飛散することを防止することができる塗工液飛散防止具およびこれを備えたロールコータを提供することを目的とする。

本発明は、上記のような目的を達成するために、以下のような特徴を有している。
［１］ コータパン内の塗工液をピックアップロールに付着させ、付着させた塗工液をアプリケータロールに転写し、アプリケータロールに転写させた塗工液を対象物に転写するロールコータに設置される塗工液飛散防止具であって、
アプリケータロールの胴部側面に接触する基部と、
該基部からアプリケータロールの軸方向に延び、アプリケータロールが対象物と接触しない位置において、アプリケータロールと同じ曲率半径を有する曲面でアプリケータロールのロール面と接触するロール面接触部とを有し、
前記ロール面接触部の曲面となっている部分がアプリケータロールの回転方向に１ｃｍ以上の長さを有している塗工液飛散防止具。
［２］ 塗工液飛散防止具は、平面視において、アプリケータロールの回転方向前方の端面が、アプリケータロールの軸方向とのなす角が鋭角となる部分を有している［１］に記載された塗工液飛散防止具。
［３］ ［１］または［２］に記載された塗工液飛散防止具を有するロールコータ。

本発明によれば、塗装条件を変更することなく、安定的に対象物に塗工液が飛散することを防止することができる。

本発明の実施の形態に係る塗工液飛散防止具を示す図である。 本発明の実施の形態に係る塗工液飛散防止具を設置したロールコータ全体を示す図である。 アプリケータロールから塗工液が飛散する様子を示す図である。

本発明者らは、鋼帯に塗工液を塗布するアプリケータロールから塗工液が鋼帯へ飛散する現象について検討を行った。図３に示すように、コータパン２に下部が浸漬されたピックアップロール３の胴部側面に付着して持ち上げられた塗工液は、ピックアップロール３の回転による遠心力によりピックアップロール３の胴部側面の周側に移動し、アプリケータロール４との転接部でアプリケータロール４の胴部側面に移動する。アプリケータロール４の胴部側面に移動した塗工液は、アプリケータロール４の遠心力によりアプリケータロール４の胴部側面の周側及びロール面の軸方向端部へ移動し、その量が次第に増加し、アプリケータロール４から塗工液が飛散するようになる。

そのため、アプリケータロール４のロール面の軸方向端部や、アプリケータロール４の胴部側面に移動した塗工液を掻き落とせば、アプリケータロール４からの塗工液の鋼帯１への飛散を防止できると考えられた。本発明はこの考えに基づくものである。

なお、本発明は、種々の対象物に塗工液を転写して塗布するロールコータに適用することができるが、以下では、鋼帯に塗工液を転写して塗布するロールコータに本発明を適用した場合を例として説明を行う。

図１は、本発明の実施の形態に係る塗工液飛散防止具を示す図である。本発明では、アプリケータロール４のロール面の軸方向端部やアプリケータロール４の胴部側面から塗工液を掻き落とす塗工液飛散防止具をアプリケータロール４に設ける。

以下では、アプリケータロール４の回転方向をＸ方向、アプリケータロール４の軸方向をＹ方向、アプリケータロール４の径方向をＺ方向と定義する。

塗工液飛散防止具６は、図１の正面図に示すように、Ｌ字形状を有しており、アプリケータロール４の軸方向端部およびアプリケータロール４の胴部側面に接触するように設置される。塗工液飛散防止具６は、アプリケータロール４の周辺に設置された軸受け等（図示せず）に、取り付け部材（図示せず）を介して固定されている。

塗工液飛散防止具６は、アプリケータロール４が回転することにより、アプリケータロール４の軸方向端部およびアプリケータロール４の胴部側面の塗工液を掻き落とすように構成されている。なお、塗工液飛散防止具６は、アプリケータロール４の軸方向両端部に設置されることが好ましいが、図１では、一方の塗工液飛散防止具６のみを示している。

塗工液飛散防止具６は、アプリケータロール４のロールの径方向（Ｚ方向）に延びる基部６ａと、基部６ａからロールの軸方向（Ｙ方向）に延びるロール面接触部６ｂとを有している。

基部６ａは、アプリケータロール４の胴部側面に接触する。ロール面接触部６ｂは、アプリケータロール４と同じ曲率半径を有する曲面を有し、この曲面においてアプリケータロール４のロール面と接触する。ロール面接触部６ｂは、アプリケータロール４の鋼帯１と接触しない部分に接触している。

ロール面接触部６ｂには、アプリケータロール４の径方向に延びる固定孔６ｃが形成されている。固定孔６ｃは、アプリケータロール４の周辺に設置された軸受等（図示せず）に塗工液飛散防止具６を固定するネジ等の係止部材が挿入される。

本発明では、図１に示すＡ矢視図（側面図）のように、ロール面接触部６ｂのアプリケータロール４と接触する曲面となる部分のＸ方向の長さＬが、１ｃｍ以上となるように構成されている。

図１のＢ矢視図（平面図）に示すように、塗工液飛散防止具６は、平面図において平行四辺形の形状を有している。アプリケータロール４の回転方向前方の端面６ｄは、アプリケータロール４の軸方向（Ｙ方向）とのなす角度θ１が鋭角となるように構成されている。アプリケータロール４の回転方向前方の端面６ｄは、掻き落とすべき塗工液に接触する部分である。そのため、角度θ１は、塗工液を効率よく排出するために、３０°〜６０°とすることが好ましい。

図２は、本発明の実施の形態に係る塗工液飛散防止具を設置したロールコータ全体を示す図である。図１では、説明のために、塗工液飛散防止具６がアプリケータロール４のほぼ真上に位置するように図示されているが、実際には、図２に示すように、ピックアップロール３とアプリケータロール４の接触位置Ｐから、アプリケータロール４の回転方向側の、アプリケータロール４が鋼帯１と接触する位置の手前までに配することが好ましい。

具体的には、ピックアップロール３とアプリケータロール４の接触位置をＰとし、塗工液飛散防止具６のＸ方向の中心位置をＱとすると、接触位置Ｐを基準（０°）とした場合のアプリケータロール４の軸中心からみたＰとＱのなす角度θ２は、１０°〜１６０°、−１６０°〜−１０°とすることが好ましい。角度θ２が１０°未満では、ピックアップロール３とアプリケータロール４の距離が近く、塗工液飛散防止具６を設置することができない。角度θ２が１６０より大きいと、塗工液飛散防止具６の手前で塗工液が飛散してしまい、塗工液の飛散を防止することができない。なお、角度θ２がマイナスの好適範囲（−１６０°〜−１０°）も同じ理由による。

より好適なθ２の範囲は、塗工液の飛散方向も考慮すれば、１０°〜１００°、−１００°〜−１００°であり、さらに好適なθ２の範囲は、３０°〜９０°、−９０°〜−３０°である。

このように、本発明では、塗工液飛散防止具６をアプリケータロール４に設置することで、アプリケータロール４から鋼板１に飛散する塗工液を、アプリケータロール４から直接排除することができる。

また、本発明では、ロール面接触部６ｂのアプリケータロールと接触する曲面となる部分のＸ方向の長さＬを１ｃｍ以上とすることで、塗工液飛散防止具６とアプリケータロール４との接触面積を確保し、これにより、塗工液飛散防止具６を安定的に軸受け等に固定することができる。

また、塗工液飛散防止具６の回転方向前方の端面６ｄとアプリケータロール４の軸方向（Ｙ方向）とのなす角度θ１を鋭角とすることで、ロール面の軸方向端部へ向って塗工液をスムーズにガイドして排出することができる。さらに、塗工液飛散防止具６の回転方向前方の端面６ｄとアプリケータロール４の軸方向（Ｙ方向）とのなす角度θ１を鋭角とすることで、塗工液飛散防止具６からアプリケータロール４が受ける抵抗を低減し、摩擦によるアプリケータロール４の回転駆動力への負荷を軽減させることができる。

なお、塗工液飛散防止具６は、回転方向前方の端面６ｄは、必ずしも平面で構成されていなくてもよい。少なくとも、端面６ｄとアプリケータロール４の軸方向（Ｙ方向）とのなす角度θ１が、端面６ｄとロール面接触部６ｂのロール胴部側の面との接点において鋭角となっていればよく、例えば、回転方向前方の端面６ｄの全部もしくは一部を、回転方向に凸、若しくは、回転方向に凹となるような円弧状に形成してもよい。

基部６ａの形状は、ロール胴部側面の塗工液を除去できるのであれば、どのような形であってもよい。例えば、長方形を例としてあげることができる。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限られるものではなく、種々の設計変更を行うことができる。塗工液飛散防止具６は、アプリケータロール４の軸方向のいずれか一方にのみ設置してもよく、また、周方向に複数設けるようにしてもよい。

なお、上述の説明では、２ロールコータを例として説明を行ったが、３ロール以上のロールコータのアプリケータロールに適用しても、本発明の効果を奏することができる。

また、ピックアップロール３のロール面の端部および胴部側面に移動した塗工液が、ピックアップロール３からも飛散することがある。ピックアップロール３周速が速くなるとピックアップロール３の胴部側面に付着して持ち上げられる塗工液の量が多くなるため、この現象は、ピックアップロール周速が速いほど顕著になる。そのため、このように、ピックアップロール３からも塗工液が鋼帯１等に飛散する場合には、本発明に係る塗工液飛散防止具６を、さらにピックアップロール３に設置してもよい。

本発明の実施例として、溶融亜鉛めっき鋼帯の後処理（化成処理、クロメートフリー処理）、及び塗装鋼帯などの連続塗装材料の塗装設備のロールコータに、本発明の実施の形態に係る塗工液飛散防止具を設置した。

使用したロールコータは、２ロールコータであり、ピックアップロールおよびアプリケータロールは、いずれもφ２５０ｍｍであり、ロール材質はアプリケータロールがウレタンであり、ピックアップロールはスチールである。

塗工液飛散防止具の材質は、テフロン（登録商標）（ＰＴＦＥ）を用いた。飛散防止冶具の寸法は、図１に示すように、Ｚ方向の長さＬｚが５０ｍｍ、Ｘ方向の長さＬｘが８０ｍｍ、Ｙ方向の長さＬｙが６０ｍｍである。

ロール回転数、塗工液粘度などの塗装条件は変えずに、ロールコータによる塗装を行った。

その結果、ピックアップロールのロール面およびピックアップロールの胴部側面からの塗工液回りが防止でき、アプリケータロールから鋼帯への塗工液の飛散が解消した。

１ 鋼帯
２ コータパン
３ ピックアップロール
４ アプリケータロール
６ 塗工液飛散防止具
６ａ 基部
６ｂ ロール面接触部
６ｃ 固定孔
６ｄ 回転方向前方の端面

Claims (3)

1. コータパン内の塗工液をピックアップロールに付着させ、付着させた塗工液をアプリケータロールに転写し、アプリケータロールに転写された塗工液を対象物に転写するロールコータに設置される塗工液飛散防止具であって、
   アプリケータロールに設置されて、アプリケータロールから対象物に飛散する塗工液をアプリケータロールから直接排除するものであり、
   アプリケータロールの胴部側面に接触する基部と、
   該基部からアプリケータロールの軸方向に延び、アプリケータロールが対象物と接触しない位置において、アプリケータロールと同じ曲率半径を有する曲面でアプリケータロールのロール面と接触するロール面接触部とを有し、
   前記ロール面接触部の曲面となっている部分がアプリケータロールの回転方向に１ｃｍ以上の長さを有している塗工液飛散防止具。
2. 塗工液飛散防止具は、平面視において、アプリケータロールの回転方向前方の端面が、アプリケータロールの軸方向とのなす角が鋭角となる部分を有している請求項１に記載された塗工液飛散防止具。
3. 請求項１または２に記載された塗工液飛散防止具を有するロールコータ。

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