JPH06226196A - 塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被塗装物面に平滑で美麗な塗布膜を生産性良
く形成できる塗装手段を確立する。 【構成】 塗料を流下させる塗料流案内板14の平滑な面
にスリット状開口を有するノズル15を近接配置し、この
ノズルから塗料を前記塗料流案内板の平滑面に押し出し
て流下させ、そのまま板面下端よりカ−テン状の塗料流
８となして被塗装物６に塗布する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、被塗装物面に平滑で
美麗な塗装膜を生産性良く形成するための塗装方法に関
するものである。

【０００２】

【従来技術とその課題】金属板，合成樹脂フィルム，紙
等の帯状材料に塗料（機能性材料等を含む）を連続的に
塗布するため古くから採用されてきた塗装手段の代表的
なものに“ロ−ルコ−ティング法”がある。このロ−ル
コ−ティング法とは、図６で示すように、塗料パン１に
下端を浸漬したピックアップロ−ル２とゴム外層を有す
るアプリケ−タロ−ル３を使用し、ピックアップロ−ル
２ですくい上げた塗料パン内の塗料４をアプリケ−タロ
−ル３との間で付着量制御（ミ−タリング）してから、
バックアップロ−ル５等に支持されて走行する被塗装物
６に塗布する塗装法である。

【０００３】しかし、一般に多用されている上記ロ−ル
コ−ティング法では、塗膜厚を制御するミ−タリング工
程で発生するロ−ル目（塗膜面に生じる縞状模様）が被
塗装物にまで転写されるので、塗料を塗布してから直ち
に乾燥・焼付を行わずに、塗膜が表面張力等によりレベ
リングされるまでに要する時間だけ被塗装物を保持して
おかなければならないという問題があった。そのため、
塗装ラインのスペ−スや生産性等の面で少なからぬ不利
を余儀無くされていた。

【０００４】一方、板材の塗装技術の１つとして“カ−
テンフロ−塗装法”と呼ばれる塗装手段も知られてい
る。これは、図７で示すように、ノズル７から塗料４を
カ−テン状の液流（塗料カ−テン８）として流下させ、
これを搬送ロ−ル９等により移動走行せしめられる被塗
装物６上に塗布する方法であり、ロ−ルコ−ティング法
のようにロ−ル目を懸念することのない塗装方法として
近年注目を集めるようになった。

【０００５】しかしながら、この方法では、塗料をノズ
ルから直接的に流下させて塗料カ−テンを形成させるた
め、ノズルの流出口に極く微小な異物（ゴミ）が付着し
ても塗料カ−テンに筋ムラを作る原因となる上、塗料カ
−テンを薄く制御しようとした場合には前記付着異物が
膜切れを起こす要因ともなり、実際作業で高度な平滑塗
装，薄膜塗装を安定に行うことは困難であった。

【０００６】そこで、図８で示すような“ロ−ラ−カ−
テンフロ−塗装法”も提案されている（特開昭６３−８
０８７６号公報）。即ち、図８において、被塗装物６の
塗装に当っては回転する塗装ロ−ル10とドクタ−ロ−ル
11との間に塗料４が供給される。供給された塗料４は、
前記ドクタ−ロ−ル11によって付着量調整（ミ−タリン
グ）がなされ、所定厚の液膜とされて回転する塗装ロ−
ル10面に保持され下方位置まで運ばれる。そして、塗装
ロ−ル10の下方位置にはドクタ−ブレ−ド12がロ−ル面
に接触して配置されているので、塗装ロ−ル10面に保持
されて運ばれてきた塗料液膜はドクタ−ブレ−ド12によ
り掻き取られ、該ドクタ−ブレ−ドに沿って流下した
後、塗料カ−テン８を形成してドクタ−ブレ−ド12の下
方を通過する被塗装物６上に塗布される。なお、図中の
符号13はドクタ−ロ−ル11に接触配置したドクタ−ナイ
フを示すものであるが、これは供給される塗料がドクタ
−ロ−ル10の回転方向に流出するのを防止するためのも
のである。

【０００７】この“ロ−ラ−カ−テンフロ−塗装法”
は、塗料歩留りや塗装能力が高い上に塗装面の仕上がり
状態が良好であるとの一般的な“カ−テンフロ−塗装
法”の利点に加えて、少量多品種の塗装にも対応しやす
いという優れた長所を有していることが注目され、生産
性の優れた均一美麗塗装として大きな期待が寄せられ
た。

【０００８】ところが、上記ロ−ラ−カ−テンフロ−塗
装法にも実際の塗装作業において次のような問題が指摘
された。 a) 塗装作業の間中、ドクタ−ロ−ル11に付着した塗料
をドクタ−ナイフ13等によって完全にワイピングしない
と所望の塗布膜厚制御ができないため、絶えずワイピン
グ手段のチェック，調整に気を配る必要がある。 b) ドクタ−ロ−ル11によって膜厚制御を実施している
ので、塗装ロ−ル速度が速くなると“ロ−ル目（ロ−ル
との接触で生じる塗膜面の筋模様）”を発生しやすく、
これが高生産性下で美麗塗布膜を形成させる上での大き
な障害となる。 c) 色変え時（塗料の種類を変える際）には、塗装ロ−
ル10だけでなくドクタ−ロ−ル11やドクタ−ロ−ルに接
触配置するドクタ−ナイフ13までも洗浄する必要があ
り、色変え時の塗装機械の停止時間が長くかかってしま
うので、「多品種少量生産に適する」というロ−ラ−カ
−テンフロ−塗装法の特長を十分に生かしきれない。

【０００９】このようなことから、本発明が目的とした
のは、従来の塗装法に指摘された上記問題を解消し、被
塗装物面に均一美麗な塗布膜を簡易にかつ生産性良く形
成することができると共に、色変えも手際良く行うこと
ができる塗装手段を確立することであった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成すべく様々な観点から行われた本発明者等の研究結果
等に基づいて完成されたものであり、「塗料を流下させ
る塗料流案内板の平滑な面にスリット状開口を有するノ
ズルを近接配置し、 このノズルから塗料を前記塗料流案
内板の平滑面に押し出して流下させ、 そのまま板面下端
よりカ−テン状の塗料流となして被塗装物に塗布するこ
とにより、 平滑で美麗な塗装膜を生産性良く形成し得る
ようにした点」に大きな特徴を有している。

【００１１】以下、本発明を図面に基づいてその作用と
共に詳述する。即ち、図１は、本発明法の１例に係る概
要説明図である。図１において、搬送ロ−ル９上を移動
走行する被塗装物（鋼板等）６の上方位置に鉛直に近い
角度でもって塗料流案内板14が配置され、その被塗装物
走行方向の面にスリット状開口を有するノズル15が近接
配置されている。

【００１２】塗料流案内板14はステンレス鋼等で作られ
ており、前記被塗装物走行方向の面は塗料を流下させる
ために鏡面仕上げが施されている。また、塗料流案内板
14の下端は、塗料が裏面に回り込むのを抑えるためにナ
イフエッジとされている。

【００１３】さて、塗装に際しては、前記ノズル15から
塗料流案内板14の平滑な面上へ塗料を押し出し、この塗
料流案内板14上を流下させる。なお、ノズル15からの塗
料の吐出量（押し出し流量）は、ノズルの吐出圧力を変
えることによって調整することができる。このように、
本発明法では平滑な塗料流案内板14上にノズル15を近接
配置（１μｍ〜１０mm間隔が適当）して塗料を押し出す
ので、ブレ−ド上に制御された厚さの塗料液膜を安定し
て形成することができる。勿論、極く薄い塗料液膜の形
成も容易である。

【００１４】塗料流案内板14上に押し出されて液膜を形
成した塗料はそのまま塗料流案内板14の平滑な面上を流
下するが、この間に塗料の表面張力等が働いて塗料液膜
は一層均一化（レベリング）される。そのため、例えノ
ズル15から押し出された塗料流に不均一（ノズル出口で
の凹凸による筋ムラ等）が生じたとしても、塗料流案内
板14の平滑な面上を流下する間に均一化されてしまう。

【００１５】このように、塗料流案内板14の平滑な面上
で塗料液膜のレベリングを進行させるためには、塗料流
案内板14の長さは１００〜５００mm程度とするのが適当
である。つまり、この塗料流案内板14の長さは、塗料が
平滑な塗料流案内板面を流下している間にレベリングが
終了するような長さに設定される。

【００１６】また、レベリングの制御は、上記塗料流案
内板14の長さ調整の他、塗料流案内板14の角度を変える
ことによって行うことができる。即ち、レベリングをよ
り進行させたい場合には、塗料流案内板14を傾けて塗料
液膜がゆっくり流下するようにすれば良い。

【００１７】実際作業では、塗料流案内板上を流下する
塗料液膜の流下速度と塗膜厚とは例えば図２のような関
係にあるので、本発明法の適用が好ましい塗膜厚を考慮
すると適当な塗料液膜の流下速度は１〜５cm/sとなる。
そして、流下する塗料液膜のレベリングが終了する時間
は８〜１０秒程度であるので、塗料流案内板上での流下
滞留時間が８〜１０秒となる塗料流案内板の長さを求め
ると１００〜５００mmとなる。

【００１８】上述のように、塗料流案内板14面上を流下
してきた塗料液膜は該塗料流案内板の下端を離れるとカ
−テン状の液膜（塗料カ−テン）となって更に流下を続
けるが、塗料液膜が塗料流案内板の下端を離れる段階で
はレベリングが十分に進んでいるので、形成される塗料
カ−テン８は非常に平滑で均一な厚さとなる。

【００１９】そして、この平滑で均一な塗料カ−テン８
が下方を走行する被塗装物６の上面に塗布されることと
なるので、極めて平滑で美麗な塗装物を得ることができ
る。なお、前述したように、本発明法ではノズル15の近
接配置により塗料流案内板14面上に形成させる塗料液膜
を非常に薄くすることが可能であるので、従来にない薄
膜美麗塗装も可能である。

【００２０】なお、塗料流案内板14の下端から被塗装物
面までの間隔（塗料液膜がカ−テン状に流下する領域の
長さ）は１０〜４５０mmが適当である。即ち、被塗装物
の移動速度（通板速度：ライン速度）が速い場合に“塗
料流案内板下端から被塗装物面までの間隔”が短いと塗
膜と被塗装物との間に空気を巻き込むので、上記間隔は
或る程度長く取ってこれを防止しなければならない。図
３は、前記“空気巻き込み”に及ぼす“ライン速度”及
び“塗料流案内板下端から被塗装物（鋼帯）面までの間
隔”の影響を示すグラフであるが、ライン速度が速くな
るほど塗膜と鋼帯との間に空気の巻き込みを生じやすく
なることが分かる。

【００２１】しかし、“塗料流案内板下端から被塗装物
面までの間隔”を大きく取り過ぎると、空気と塗料カ−
テンとの間に生じる剪断力の影響で塗料カ−テンに図４
で示すような“ゆらぎ”が発生し、これが塗膜面にピッ
チの大きな“さざ波状”の模様を作るので、前記間隔を
余りに大きくするのは好ましくない。これらの点を考慮
すれば、“塗料流案内板下端から被塗装物面までの間
隔”は１０〜４５０mmの範囲が適当であるが、好ましく
は１５０mm前後に設定するのが良い。

【００２２】ところで、本発明法では、塗膜厚の制御は
ノズル15からの塗料の吐出量調整と被塗装物６の走行速
度制御によって可能であるが、実際には塗料の吐出量を
一定とし被塗装物６の走行速度制御によって塗膜厚を調
整するのが良い。この場合には、塗料の吐出量が一定に
設定されているので、被塗装物の走行速度から塗膜厚を
容易に求めることができる。

【００２３】このように塗膜厚は塗料の吐出量と被塗装
物の走行速度によって制御することができるが、そのた
め、塗料の吐出量を極力抑えて塗料カ−テンの膜厚を膜
切れを起こす限界まで薄くすると共に被塗装物（鋼板
等）を高速で通すと塗膜厚は極めて薄くなり、実際には
塗膜厚が５μｍ程度までの薄膜高速美麗塗装が可能であ
る。なお、塗料カ−テンの塗膜切れを防ぐ上で大きな注
意を要するのは塗料カ−テン膜厚と膜流速であるが、両
者は図５に示すような関係を有しているのでこれに配慮
する必要がある。

【００２４】上記本発明法に従うと、ロ−ラ−コ−ティ
ング法と比較した場合にはイ ) 塗料替え時の洗浄がノズルやブレ−ドのみになるた
め洗浄時間が非常に短縮される，ロ ) ロ−ル目の発生が無く、また塗料流量の実測が可能
であることから、塗膜厚の制御が確実となり、試し塗り
時間の短縮が図れる，ハ ) 被塗装物の走行速度を上げても塗装ムラ（ロ−ル
目）を発生することがなく、被塗装物の走行速度を１０
０ｍ/minから２００ｍ/minに上げることができる， という便益が確保され、また従来のカ−テンフロ−塗装
法やロ−ラ−カ−テンフロ−塗装法と比較した場合でも a) 塗膜の平滑性が一層向上する， b) 塗料膜切れ等のトラブルが非常に少ない， c) ロ−ラ−カ−テンフロ−塗装法の場合よりも塗料替
え時の洗浄時間を遙に短縮できる，等の優れた効果が得
られる。

【００２５】

【効果の総括】以上に説明した如く、この発明によれ
ば、被塗装物や塗布液の種類，塗膜厚を問わずに平滑で
均一な塗膜面を有する塗装材を生産性良く提供すること
ができ、また色変え時間も短くなって少量多品種の塗装
作業を高能率で行うことが可能となるなど、産業上有用
な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明法の概要説明図である。

【図２】塗料流案内板上を流下する塗料液膜の流下速度
と塗膜厚との関係を示すグラフである。

【図３】塗膜と被塗装物との間への“空気巻き込み”に
及ぼす“ライン速度（鋼帯の走行速度）”と“塗料流案
内板下端から被塗装物面までの間隔”の影響を表したグ
ラフである。

【図４】塗料カ−テンの安定性に関する説明図である。

【図５】塗料カ−テンの膜切れ限界に関する説明図であ
る。

【図６】ロ−ルコ−ティング法の説明図である。

【図７】カ−テンフロ−塗装法の説明図である。

【図８】ロ−ラ−カ−テンフロ−塗装法の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 塗料パン ２ ピックアップロ−ル ３ アプリケ−タロ−ル ４ 塗料 ５ バックアップロ−ル ６ 被塗装物 ７ ノズル ８ 塗料カ−テン ９ 搬送ロ−ル 10 塗装ロ−ル 11 ドクタ−ロ−ル 12 ドクタ−ブレ−ド 13 ドクタ−ナイフ 14 塗料流案内板 15 ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳 謙一 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗料を流下させる塗料流案内板の平滑な
   面にスリット状開口を有するノズルを近接配置し、この
   ノズルから塗料を前記塗料流案内板の平滑面に押し出し
   て流下させ、そのまま板面下端よりカ−テン状の塗料流
   となして被塗装物に塗布することを特徴とする塗装方
   法。