JPH06254465A - 塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 塗布液や被塗装材の種類によらず均質で平滑
な美麗塗装を行うことができ、しかも膜厚制御も容易に
実施できる塗装手段を確立する。 【構成】 連続して走行する帯状材に塗布液を塗布する
カ−テンフロ−型塗装装置を、スリット状ノズル21の塗
装下手側（被塗装材24の走行方向側）の壁に一端を支持
させた塗布液流案内用の弾性体シ−ト22を前記ノズルと
被塗装材表面との間に配置すると共に、該弾性体シ−ト
22の他端側上面部に金属材料又は磁石より成るバ−状部
材25を取付け、更に前記バ−状部材25の上方位置又は被
塗装材を隔てた下方位置に磁石26を配置して構成する。
また、更には、前記弾性体シ−ト22及び／又はバ−状部
材25に加熱装置を有せしめた構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鋼板等の帯状材に塗
料や機能性材等の塗布液を連続的に塗布するための塗装
装置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
等の如き帯状材を連続走行させて塗料等の塗布液を連続
塗布する手段としては、従来から一般にロ−ルコ−ティ
ングが良く用いられてきた。

【０００３】しかし、ロ−ルコ−ティングによると、塗
装材の幅方向で塗膜厚が不均一となって現れるところの
“ロ−ル目”と呼ばれる規則的な筋状模様が発生しがち
であることが問題となっている。この筋状模様は焼き付
け乾燥後も残って塗装材の表面美観を損ねるものである
が、被塗装材たる帯状材の移動（走行）速度が大きくな
ってロ−ルの周速度が大きくなるほど発生が顕著とな
り、生産性を上げるための阻害要因になっていた。

【０００４】更に、ロ−ルコ−ティングの場合には、粘
度が比較的低い塗布液しか塗布することができないので
有機溶剤等の希釈剤を大量に使用しなければならず、塗
布液コストの上昇や乾燥炉の効率低下、更には希釈剤の
揮散による地球環境問題にまでつながる懸念があった。

【０００５】そこで、このような問題を解決するための
塗装手段として、塗布液をスリットノズルから流出させ
て塗布を行う“カ−テンフロ−コ−ティグ法”や“エク
ストゥル−ジョンコ−ティグ法”等が案出された。

【０００６】このうちのカ−テンフロ−コ−ティング法
は鋼板の切り板ライン等に実用化されている塗装手段で
あり、図５に示すように、スリット状ノズル１から流出
落下する塗布液膜２の下にコンベアベルト３で被塗装材
４を走行させ、被塗装材４の上面に塗膜を形成させる方
法である。

【０００７】ところが、この方法では、スリット状ノズ
ル１から被塗装材４までの間に５０〜４５０mm程度の距
離を置くため、流下する塗布液膜２は表面張力により幅
方向へ縮流する傾向を見せる。従って、一般には、スリ
ット状ノズル１の両端から針金，棒，チェ−ン等のエッ
ジガイドを垂らし、塗布液膜２の両端をこれに沿わせる
ことで縮流を防止する策が講じられる。しかしながら、
それでも生産性向上のために被塗装材の速度を大きくす
ると、走行による周辺空気の流れによって流下する塗布
液膜２が振動し、これが塗装ムラの原因になった。

【０００８】一方、エクストゥル−ジョンコ−ティング
法は、図６に示すように、スリット11を有するダイ12を
被塗装材13に近接し、このダイ12から塗布液を押し出し
て被塗装材12へ直接的に塗布すると共に、ダイ12の先端
で塗布液をならして美麗にする手段であり、一般には樹
脂フィルムや紙等の柔らかい帯状体への均一塗布に適用
されている。なお、符号14で示すのはバックアップロ−
ルである。

【０００９】しかし、エクストゥル−ジョンコ−ティン
グ法を鋼板等のような硬質材への塗料塗布に適用しよう
とすると鋼板等とダイ12の接触によるダイ先端の傷付き
が問題となったり、鋼板等の厚さ精度不良によりダイ12
と鋼板等との距離変動が生じて塗膜厚の不均一を招くと
いった問題を無視することができなかった。なお、鋼板
への塗料塗布の場合には、鋼板とダイ先端との距離を３
００μｍ以下にする必要があった。その上、カ−テンフ
ロ−コ−ティング法の場合と同様に被塗装材に随走する
雰囲気空気の流れがあるため、被塗装材の表面と塗布液
膜の間に空気を巻き込んで塗装欠陥を生じやすい点も指
摘されていた。

【００１０】もっとも、カ−テンフロ−コ−ティング法
やエクストゥル−ジョンコ−ティング法に指摘される上
記問題点の解決策として、被塗装材の搬送装置（コンベ
アベルト）に吸着装置を取付けて被塗装材の振動を防止
する方法（特開平３−３０８６０号）や、随伴空気遮断
ロ−ル，随伴空気遮断エア−ノズル等を設けて被塗装材
に随走する空気層を遮断する方法（特開平２−７５３７
５号，特開平３−６５２６６号）が提案されている。し
かし、上記のような随伴空気侵入の防止策を講じたとし
ても、また吸着装置による被塗装材の振動抑制策を適用
した場合でも、雰囲気空気の乱れによる塗膜厚の変動を
避けることはできなかった。

【００１１】なお、カ−テンフロ−コ−ティング法に関
しては、スリット状ノズルから被塗装材表面にかけて塗
布液膜を案内するための弾性ガイドプレ−トの一端を
“スリット状ノズルの塗装上手側の壁”に取付け、塗布
液をこのガイドプレ−トの上面伝いに流下させることに
よって膜切れのない塗布液膜を形成させようとの手段も
提案されている（実開平２−１０４８７７号）。しかし
ながら、この手段によると周辺空気の流れによる塗布液
膜切れを安定して防止することはできたが、弾性ガイド
プレ−トの姿勢を安定させるのが難しく、安定させるた
めにガイドプレ−トの先端部を機械的に押え付け過ぎる
と、走行する被塗装材の振動に追従させることができず
に膜厚変動が大きくなったり、ガイドプレ−ト先端に被
塗装材との擦過傷が生じて塗膜表面欠陥の原因になると
の問題が指摘された。更に、被塗装材面に形成された塗
膜を観察すると、膜厚制御の点や塗膜表面の平滑化の点
で十分に満足でない場合のあることが分かった。

【００１２】このようなことから、本発明が目的とした
のは、塗布液や被塗装材の種類によらず均質で平滑な美
麗塗装を行うことができ、しかも膜厚制御も容易に実施
できる塗装手段を確立することであった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は上記
目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、次のような知
見を得ることができた。即ち、エクストゥル−ジョン型
塗装装置に比べて被塗装材の種類に制限されることが少
ないとの利点を持つカ−テンフロ−型塗装装置では、上
述したように、周囲の空気流に影響されて“流下する塗
布液膜”の振動が大きくなって塗膜の不均一を来たす恐
れがあり、また単にスリット状ノズルの塗装上手側の壁
から被塗装材の上面に弾性ガイドプレ−トを掛け渡し、
これに沿って塗布液を流下させる方策を講じた場合で
も、均質で平滑な塗膜を十分に制御された厚さで形成す
るのが困難であった。ところが、上記ガイド部材として
被塗装材側の先端部上面にバ−状の金属部材もしくは磁
石を取付けた弾性体シ−トを用いると共に、その他端を
スリット状ノズルの塗装下手側の壁に支持させ、しかも
前記バ−状部材の上方又は下方に磁石を配置し、この磁
石により発生させた磁場の磁気圧によってバ−状部材を
被塗装物面に非接触で押し付けるようにすると、均質で
美麗な塗膜を安定して形成できるようになり、膜厚制御
も容易となることを見出したのである。

【００１４】その上、前記バ−状部材或いは弾性体シ−
トにヒ−タ−を取付ける等の手立てによって加熱機能を
持たせ、塗布液の低温加熱を行うと、塗布液の粘度が低
くなって塗膜表面の平滑化が一層促進され、更に平滑で
均質・美麗な塗膜の形成が可能になることも分かった。

【００１５】本発明は、上記知見事項等を基にして完成
されたものであり、「連続して走行する帯状材に塗布液
を塗布するカ−テンフロ−型塗装装置を、 スリット状ノ
ズルの塗装下手側（被塗装材の走行方向側）の壁に一端
を支持させた塗布液流案内用の弾性体シ−トを前記ノズ
ルと被塗装材表面との間に配置すると共に、 該弾性体シ
−トの他端側上面部に金属材料又は磁石より成るバ−状
部材を取付け、 更に前記バ−状部材の上方位置又は被塗
装材を隔てた下方位置に磁石を配置してなるか、 或いは
更に弾性体シ−ト及び／又はバ−状部材が加熱装置を有
した構成とした点」に大きな特徴を有している。

【００１６】なお、弾性体シ−トの材質としては合成ゴ
ムが適当であるが、該シ−ト先端と被塗装材との間隔が
自在に調整できる弾性を有したものであれば格別に制限
されるものではない。また、磁石についても、電磁石，
永久磁石の何れであっても良いことは言うまでもない。
そして、前記「バ−状部材」としては、弾性体シ−トの
ほぼ幅一杯に延びる長い性状をしたものであれば格別に
断面形状を問うものではない。

【００１７】以下、図面を参照しながら本発明をより具
体的に説明する。図１は、本発明に係るカ−テンフロ−
型塗装装置例の概要説明図である。図１において、符号
21はカ−テンフロ−型塗装装置のスリット状ノズルを示
しているが、そのスリット状ノズル21の塗装下手側（被
塗装材の走行方向側）の壁には塗布液流案内用の弾性体
シ−ト22の一端が支持されている。そして、この弾性体
シ−ト22は、その可撓性によりスリット状ノズル21と支
持ロ−ル23上を走行する帯状の被塗装材24との間に撓む
ように配置され、塗布液をその下面に沿って被塗装材24
の上面に流下させるようになっている。

【００１８】なお、上記弾性体シ−ト22の他端側上面部
には、金属材料製のバ−状部材25が取付けられている。
更に、前記バ−状部材25の被塗装材24を隔てた下方位置
には永久磁石26が配置されている。

【００１９】さて、図１に示されるカ−テンフロ−型塗
装装置において、そのスリット状ノズル21より流出する
塗布液は、ノズル先端に支持された弾性体シ−ト22の下
面に沿って膜状に流下し、走行する帯状の被塗装材24の
上面に連続塗布される。このように、塗布液は弾性体シ
−ト22にガイドされ、その下面に沿って流下し被塗装材
24に塗布されるので、雰囲気空気の乱れによる流下塗布
液膜の変動は抑えられる。

【００２０】また、塗布液を弾性体シ−ト22に沿って流
下させるようにしたためノズルと被塗装材面との距離を
十分に離すことができる上、弾性体シ−ト22は可撓性を
有しているので、例えば被塗装材24に溶接継ぎ部のよう
な凹凸があったとしてもその通過時にノズルヘッドを退
避させる必要がない。

【００２１】また、弾性体シ−ト22の先端に取付けられ
た金属材料製のバ−状部材25は、被塗装材24の下部に設
置された永久磁石26にて作られる磁場により下方へ引き
つけられ、その結果として弾性体シ−ト22は塗膜表面を
下方に押圧する。そのため、被塗装材24の上面に塗布さ
れた塗布液の膜は弾性体シ−ト22の押し付け圧により厚
さを制御され、しかも表面を平滑化されることとなるの
で、所望厚の均質・美麗な塗膜を形成する。

【００２２】ここで、上記バ−状部材を直流電磁石や永
久磁石で構成しても良いし、前記永久磁石26に代えて直
流電磁石を適用しても構わないことは前述した通りであ
る。更に、弾性体シ−ト上面に金属材料製バ−状部材を
設置し、交流磁場により渦電流を発生させてその磁気圧
により弾性体シ−トを下方に押圧することも可能であ
る。ただ、電磁石を使用した場合には磁気圧の制御が容
易となることは言うまでもない。

【００２３】そして、図２は、そのような本発明カ−テ
ンフロ−型塗装装置の別例に関する概要説明図であり、
バ−状部材を電磁石製のバ−状部材27とし、これを下方
に押圧するための磁気圧を発生させる磁石として、バ−
状部材27の上方位置に電磁石28を配置したものを示して
いる。なお、符号29で示されるのは磁石の取付け治具で
ある。

【００２４】この装置では、電磁石製のバ−状部材27と
電磁石28とが発生する磁場の相互反発力により弾性体シ
−ト22を下方に押圧する。即ち、被塗装材24が強磁性体
であったり塗布液が磁性塗料の場合には、被塗装材24の
下方に磁石を設置したとしても、被塗装材や磁性塗料に
より磁気シ−ルドがなされるのでバ−状部材27の押圧力
制御ができず、所定の塗膜厚が得られなくなる。そこ
で、この場合には、図２で示す装置のようにバ−状部材
の上方に磁石を配置することが有効である。

【００２５】このように、被塗装材の裏面又は上面に配
置した磁石により磁場を発生させ、更にはこの磁場を制
御して、金属材料や磁石より成るバ−状部材を取付けた
弾性体シ−トを被塗装材方向に押圧して安定化させるこ
とにより、流下塗布液膜の振動が抑制されて平滑な塗膜
が形成されると同時に、塗膜厚を適切に制御することが
可能となる。

【００２６】なお、被塗装材の走行速度が同じという条
件の下では、形成される塗膜の厚みは“ノズル出口のス
リット間隔", "バ−状部材の重さ", "弾性体シ−トの長
さ”或いは“磁場の強さ”により制御することが可能で
ある。例えば、バ−状部材の重さを大きくするほど、ま
た弾性体シ−トの長さを長くするほど膜厚は小さくな
る。

【００２７】ところで、図３は、本発明カ−テンフロ−
型塗装装置の更なる別例に関する概要説明図であり、弾
性体シ−ト22の上面に取付けたバ−状部材（永久磁石
製）30の下部にヒ−タ−31が埋め込んであり、バ−状部
材及び弾性体シ−ト22を加熱できるようにしたものを示
している。

【００２８】このようにバ−状部材及び弾性体シ−ト22
を加熱することにより塗膜の温度を上昇させると、これ
によって塗膜表面の塗布液粘度が低下してレベリング
（平滑化）がより効果的に進行し、一段と平滑な塗膜を
得ることができる。

【００２９】即ち、塗料等では、一般に温度によって粘
度が変化する。例えば、図４は温度による塗料の粘度変
化を示したグラフであるが、これからも明らかなよう
に、塗料は温度が８０℃以下程度にまで上昇すると粘度
が大きく低下して流動性が向上し、レベリング時間が非
常に短くなる。従って、使用する塗布液の粘度と温度と
の関係を予め調査しておき、バ−状部材内に埋め込んだ
電気ヒ−タ−等で低温加熱して塗布液を適正温度にまで
昇温すれば、塗膜のレベリングが速やかに進行して高速
塗装を行っても平滑で美麗な塗膜を容易に得ることが可
能になる。

【００３０】なお、この場合、バ−状部材のみを加熱し
た方がノズル全体を加熱するより効率的である。この時
の温度は、塗布液の粘性が最も低くなる温度にすること
が有利であり、一般の有機溶媒の塗料では５０〜１００
℃程度である。

【００３１】

【試験例】本発明例として図１に示したカ−テンフロ−
型塗装装置を用い、帯状鋼板に一般ポリエステル系塗料
を連続的に塗布する塗装試験を実施した。なお、この塗
装装置では、ノズルと帯状鋼板との距離を１０〜１００
mm離すことができ、鋼板継ぎ部通過時にもノズルヘッド
を退避させる必要がなかった。また、磁石により発生す
る磁場強度は0.05〜 0.5テスラ程度であった。

【００３２】この塗装試験の結果（仕上がり塗膜表面性
状）を、従来のロ−ルコ−タ−，カ−テンフロ−型塗装
装置及びエクストゥル−ジョン塗装装置にて同様の塗料
を連続塗装した場合の結果と比較し、表１に示した。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１に示される結果からも、本発明に係る
カ−テンフロ−型塗装装置を用いた場合には、塗料の粘
度や塗装速度に格別な影響をそれほど受けることなく、
安定した帯状鋼板の美麗塗装を行うことが可能になるこ
とを確認できる。また、このように安定した塗装は、乾
燥塗膜厚が１０〜２００μｍの広い範囲でも十分に行え
ることも確認した。

【００３５】

【効果の総括】以上に説明した如く、この発明によれ
ば、膜厚制御容易に各種帯状材の平滑で美麗な連続塗装
を施すことができ、帯状塗装品の生産性及び品質を著し
く向上することが可能になるなど、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】本発明に係るカ−テンフロ−型塗装装置例の概
要説明図である。

【図２】本発明カ−テンフロ−型塗装装置の別例に関す
る概要説明図である。

【図３】本発明カ−テンフロ−型塗装装置の更なる別例
に関する概要説明図である。

【図４】塗料温度による塗料粘度の変化状態を示したグ
ラフである。

【図５】カ−テンフロ−コ−ティングの説明図である。

【図６】エクストゥル−ジョンコ−ティングの説明図で
ある。

【符号の説明】

１ スリット状ノズル ２ 塗布液膜 ３ コンベアベルト ４ 被塗装材 11 スリット 12 ダイ 13 被塗装材 14 バックアップロ−ル 21 スリット状ノズル 22 弾性体シ−ト 23 支持ロ−ル 24 被塗装材 25 バ−状部材（金属材料製） 26 永久磁石 27 バ−状部材（電磁石製） 28 電磁石 29 電磁取付け治具 30 バ−状部材（永久磁石製） 31 ヒ−タ−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続して走行する帯状材に塗布液を塗布
   するカ−テンフロ−型塗装装置において、スリット状ノ
   ズルの塗装下手側の壁に一端を支持させた塗布液流案内
   用の弾性体シ−トを前記ノズルと被塗装材表面との間に
   配置すると共に、該弾性体シ−トの他端側上面部に金属
   材料又は磁石より成るバ−状部材を取付け、更に前記バ
   −状部材の上方位置又は被塗装材を隔てた下方位置に磁
   石を配置してなることを特徴とする塗装装置。
2. 【請求項２】 弾性体シ−ト或いはバ−状部材の何れか
   又は双方に加熱機能を備えしめたことを特徴とする、請
   求項１に記載の塗装装置。