JPH1128401A

JPH1128401A - 帯状体の連続塗装方法、その方法に用いる塗料押出ノズルおよびそれを用いた塗装装置

Info

Publication number: JPH1128401A
Application number: JP18284597A
Authority: JP
Inventors: Tateo Aoki; 健郎青木; Yoshiyasu Sakamoto; 喜保阪本; Masaaki Kato; 優明加藤
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd; Sumitomo Metal Steel Products Inc
Current assignee: Nippon Steel Corp; Sumitomo Metal Steel Products Inc
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1997-07-08
Publication date: 1999-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】膜厚変動とローピングの発生のない塗装品を得
るための塗装方法と装置を提供する。【解決手段】塗料押出ノズル1を配設した連続塗装装
置を用い、可撓性材料を被覆したアプリケーターロール
7を介してバッアップロールにより搬送される帯状体に
塗装する方法であって、塗料押出ノズルの開口部10をア
プリケーターロールの表面に押し付け、その押し付け力
の調整、および塗料51の供給量またはノズル内圧力の調
整を行い、塗膜1Cの厚さを調整する帯状体の連続塗装方
法。上記連続塗装装置は、可撓性材料を被覆した塗料押出ノ
ズルを配設し、バッアップロールにより搬送される帯状
体に塗料押出ノズルを押し付け、塗装することもでき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属、合成樹脂、
紙などの帯状体へ連続的に塗装するための塗装方法、そ
の方法に用いる塗料押出ノズルおよびそのノズルを用い
た塗装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼、アルミニウム、銅、合成樹
脂、紙などの帯状体（以下、これらを総称して「ストリ
ップ」という）に、耐食性や耐候性の付与、見栄えの改
善のために塗装することが行われている。

【０００３】このような塗装する方法としては、リバー
スロールコーター方式による連続塗装方法が一般的であ
るが、スリットノズルを用い、アプリケーターロールを
媒介として間接的にストリップに塗装するファウンテン
リバースコーター方式も行われている（たとえば、特開
昭63-182061号公報、実開昭64-52580号公報参照）。ま
た、最近では、スリットノズルを用いてストリップに直
接塗装するダイコーター方式も行われるようになった
（たとえば、特開平6-114317号公報参照）。ファウンテ
ンリバースコーター方式やダイコーター方式は、いずれ
もノズルを使用する点で共通するので、以後ノズルコー
ター方式と呼ぶことにする。

【０００４】リバースロールコーター方式とノズルコー
ター方式とをコーター（塗装装置）への塗料の供給につ
いて比較すると、次のような得失がある。

【０００５】リバースロールコーター方式は、ドラム缶
などの元槽（塗料槽）からコーターロールを浸漬する塗
料パンに実塗装量よりも多い目の塗料をポンプで供給
し、オーバーフローした部分を再び元槽に返す循環方式
である。これは装置および取り扱いが簡単であるが、塗
料パンの上部が解放されているため塗料の溶剤が蒸散
し、塗料の濃度、粘度が上昇して塗装膜厚の変化を招
き、塗装膜面にはローピングと呼ばれる筋目模様が発生
する。また、溶剤の蒸散は、作業環境の悪化を引き起こ
す。

【０００６】これに対し、ノズルコーター方式では、密
閉されたノズルに塗料が供給されるので溶剤の損失が少
なく、塗装膜面にはローピングの発生がみられず、きれ
いな塗膜面が得られ、溶剤の蒸散による作業環境の悪化
も起こらないという利点がある。

【０００７】従来のノズルコーター方式では、上下のノ
ズルリップ間隔（ノズル開口部間隔）が、そのノズルの
塗装時における塗料流量を規制する最小断面積部とな
る。このため、ノズル長さ方向におけるノズルリップ間
隔の誤差は、塗膜厚さの誤差の許容値との関係から規制
される。したがって、ノズルリップの平面加工は高精度
を要し、またノズルリップのセッテイングに当たって
は、ノズル長さ方向において上下リップの間隔を誤差の
ないように高精度に設定する必要がある。なお、「ノズ
ル長さ方向」とは、塗装される材料の幅方向を意味す
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ノズルコーター方式に
は前述した利点があるが、次に示す難点もあり、その適
用範囲が限られている。

【０００９】(1)ノズル開口部を構成する上下のノズル
リップの製作には、精密な平面加工技術が必要である、
(2)塗装に際し、被塗装物に対するノズル開口部の位置
関係（角度と間隔）は極めて高い精度で設定維持するこ
とが必要である、(3)精密加工を施した鋭いエッヂで構
成された長尺ノズルリップの取り扱いと、その管理に注
意が必要である。

【００１０】上記(1)は、塗膜面の美麗さに影響する。

【００１１】ノズルコーター方式による塗膜面の美麗さ
は、ノズルリップの加工の良否（面粗度）に依存する。
また、ノズル開口部を構成する上下リップの間隔が、塗
膜厚さを左右する要因であり、ノズル長手方向の開口部
間隔（リップ間隔）の不均一は、塗膜厚さの塗装進行方
向に対する幅方向の不均一さにつながるため寸法精度の
確保が重要である。したがって、ノズルリップは十分な
剛性が必要であり、また、その製作にはミクロンオーダ
ーの加工精度が要求されている。しかし、実用的なノズ
ルリップの長さは、１メートルを超えるのが普通であ
り、上記の精度で平面加工をするには、特別な工作機械
と加工技術を必要とするため、製作コストが高くなる。

【００１２】上記(2)は、塗装対象物を限定する要因に
なっている。

【００１３】ダイコーター方式は、通常アルミニウム箔
やステンレス鋼箔を対象にする塗装に用いられる。鋼板
でも極厚の塗装（膜厚100μｍ以上）を施す場合には適
用可能であるが、一般品（塗膜厚さが30μｍ以下）に対
しては適用が困難である。その原因は、鋼板の平坦度不
良にあり、ノズルリップの開口部と鋼板との間隙を塗膜
の厚さに対応する間隙にセットすると、走行する鋼板が
ノズルリップの先端に接触し、これを破損することがあ
るからである。

【００１４】この点ファンテンリバースコーター方式で
は、ゴム被覆されたアプリケーターロールを介してスト
リップ（被塗装物）が間接的に塗装されるため、上記
(2)の難点は回避されている。しかし、ゴム被覆層の厚
さの変動や軸受けの偏心などの問題がある。

【００１５】上記(3)は、ノズルリップの点検、補修を
頻繁に、かつ十分に行う必要があることである。

【００１６】従来のノズルコーター方式では、ノズルリ
ップのエッヂ部で塗膜表面を均一にならす仕組みになっ
ているため、エッヂ部の表面粗度が塗膜表面の美麗さを
左右する。このためエッヂ部は、表面粗度を細かく、鋭
く加工されている。したがって、塗装ラインの操作者
は、このような表面粗度が細かく、鋭いエッヂをもった
長尺のノズルリップの取り扱い、または破損したときの
補修などの管理に困難さを感じるのである。

【００１７】本発明の目的は、上記の諸問題を解決する
ノズルコーター方式の塗装を実現できる塗装方法、その
方法に用いる塗装ノズルおよびそのノズルを設けた塗装
装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ノズルコ
ーター方式で塗装した塗膜の性状と、塗装装置のノズル
の形状、ノズル開口部の変形、塗装中の塗料物性の経時
変化などとの関係について研究を行い、ノズル開口部を
被塗装物に押し付け、塗料をクローズド状態にして押し
出すことによって、上記の多くの問題点を一挙に解消で
きることを確認し、本発明を完成した。

【００１９】本発明の要旨は、下記およびの塗装方
法と、図３および図４に示す下記の塗料押出ノズル
と、そのノズルを設けた図６から図８までに示す下記
の塗装装置にある。

【００２０】塗料押出ノズル1を配設した連続塗装装
置を用い、可撓性材料を被覆したアプリケーターロール
7を介してバッアップロールにより搬送される帯状体に
塗装する方法であって、塗料押出ノズルの開口部10をア
プリケーターロールの表面に押し付け、その押し付け力
の調整、および塗料51の供給量またはノズル内圧力の調
整を行い、塗膜1Cの厚さを調整する帯状体の連続塗装方
法（図１参照）。

【００２１】上記連続塗装装置は、可撓性材料を被覆し
た塗料押出ノズルを配設し、バッアップロールにより搬
送される帯状体に塗料押出ノズルを押し付け、塗装する
こともできる。

【００２２】内部が塗料を保留して塗料室15となる管
状のノズル本体11の側壁に塗料室に貫通する複数個の穴
14からなり管軸に平行な穴列が設けられ、その穴列の外
側にはノズル開口部10を構成する溝13が設けられている
塗料押出ノズル1（図３参照）。

【００２３】前記ノズル本体のノズル開口部を除く表面
に可撓性材料12を被覆した塗料押出ノズル1Aとすること
もできる（図４参照）。

【００２４】上記に記載の塗料押出ノズル1,1Aが、
図８に示すように塗料供給ポンプ54および塗料閉止弁1B
に連結され、かつ、図５に示すようにノズル支持移動装
置2およびノズル押し付け力調整装置3を備える帯状体の
連続塗装装置。

【００２５】上記ノズル支持移動装置2は、ノズルクラ
ンプ22を有するバックアップシリンダー21を備え、塗料
押出ノズルは、ノズル開口部10の長さ方向中央部の垂直
線上の支持軸27を軸として回転可能に支持されているこ
とが望ましい。また、上記ノズル押し付け力調整装置3
は、引っ張りばね3Aとねじ棒33とから構成するのが望ま
しい。

【００２６】上記に記載の連続塗装装置を用い、被
塗装物の移動速度と、塗料供給ポンプの回転速度および
塗料の物性値から下記(1)式を用いて塗膜の厚さを計算
し、塗料供給ポンプの回転速度を変化させて塗膜厚さ
（乾燥膜厚FT.d）を調整する帯状体の連続塗装方法。

【００２７】 FT.d＝FT.w×NV×SG.w／(100×SG.d) ・・・(1) ただし、 FT.w＝RPM.w×Q.w／(V.b×Ｂ) であり、FT.
wはウェット膜厚（ｍ）、FT.dは乾燥膜厚（ｍ）、V.bは
被塗装物の移動速度（ｍ／sec）、Ｂは塗料吐出幅
（ｍ）、RPM.wは塗料ポンプ回転速度（rps）、Q.wはポ
ンプ１回転あたりの吐出容量（ｍ³）、NVは塗料の不揮
発分(％)、SG.wは塗料のウェット比重（−）、SG.dは乾
燥塗膜比重（−）、である。

【００２８】

【発明の実施の形態】

Ｉ．塗装方法について：本発明者らは、ノズルコーター
方式で塗装した塗膜の性状（膜厚、表面の美麗さ）につ
いて研究を行い、従来のノズルコーター方式では、ノズ
ル開口部の間隔と開口部エッジ部の表面あらさが塗膜の
性状を左右していることを見出すにいたった。その結
果、ノズル開口部を被塗装物に押し付け、塗料をクロー
ズド状態にして押し出すことによって、従来のノズルコ
ーター方式での多くの問題点を一挙に解消できることを
確認した。

【００２９】図１は、塗料押出ノズルとアプリケーター
ロールとの接触状況を示す図である。図に示すごとく、
本発明の塗装方法は、ノズル本体11のノズル開口部10を
アプリケーターロール7の表面に、ノズル本体とアプリ
ケーターロールの軸心を通る平面内で接触させ、さらに
軸心間の距離を縮める方向に押し込み、ノズル開口部を
アプリケーターロールの表面下に押し込み塗装する方法
である。

【００３０】図２は、ノズル開口部とアプリケーターロ
ールとの接触状況を拡大して示す図であり、(a)は従来
のノズルコーター方式の場合、(b)は本発明の塗料押出
ノズルの場合を示す図である。図(a)に示すように、通
常のノズルコーター方式では、ノズル開口部10とアプリ
ケーターロール7との間に間隙がある。この間隙をここ
では「正の間隙」という。一方、本発明の方法では同図
(b)に示すようにノズル開口部10とアプリケーターロー
ル7との間隙は無く、前者が後者に押し付けられてい
る。そして、後者の表面はゴムなどの可撓性材料で被覆
されているから、その表面が破線で示すように窪んだ状
態になる。ここでは、この窪み量を「負の間隙」とい
う。

【００３１】この負の間隙を維持するため一定の力でノ
ズルをアプリケーターロールに押圧する。したがって、
アプリケーターロールの表面はノズル開口部との接触部
において窪み、その結果ノズルの開口部はアプリケータ
ーロールによって完全に閉塞され、ノズル開口部に塗料
が充満する。なお、従来のノズルコーター方式では「ノ
ズルを被塗装物に押し付けた状態で塗装を行うという」
思想は、まったくなかった。

【００３２】この負の間隙を設ける効果は２つあり、１
つは塗膜1Cの厚さがノズル長さ方向に均一化されること
であり、もう１つは塗装速度の向上である。

【００３３】塗膜厚さをノズル長さ方向に均一化できる
のは、図２に示すように、塗料の出口であるノズル開口
部10がアプリケーターロール7によって閉塞され、スリ
ット状の溝13および塗料室15に充満した塗料51の圧力が
高められ、かつノズル本体11の軸方向、すなわちノズル
長さ方向における塗料の圧力が均一になるためである。
その結果、ノズル本体とアプリケーターロールとの接触
部から押し出される塗料の量がノズル長さ方向に亘って
均一化され、塗膜1Cの厚さが均一になる。

【００３４】塗装速度の向上は次のようにして得られ
る。すなわち、ノズル開口部10とアプリケーターロール
7とが負の間隙でもって接触するため、アプリケーター
ロールから塗料への雰囲気（空気）の巻き込みが遮断さ
れ、アプリケーターロールの回転速度を高めることがで
きる。実験機による塗装試験では、アプリケーターロー
ルの表面速度を150ｍ／分以上とした場合でも塗膜性状
は、従来のノズルコーター方式での低速（20ｍ／分）あ
るいは普通速度（50ｍ／分）の場合と何ら変わらなかっ
た。

【００３５】塗装を行うときは、図１に示すようにノズ
ル開口部10をアプリケーターロール7の表面に接触さ
せ、後述する図３に示すようにノズル本体11の一端に連
結した閉止弁1Bを閉じ、他端に連結した塗料供給管55を
介して塗装ポンプによって塗料をノズル本体に供給す
る。ノズル本体の塗料は複数個の穴14を通り、スリット
状の溝13に充満し、ノズルとアプリケーターロールとの
間隙から押し出され塗膜1Cが形成される。ここで、アプ
リケーターロールとは、表面に可撓性材料（たとえばゴ
ム、樹脂など）を被覆したロールであり、塗料押出ノズ
ルから押し出された塗料を受け取り、バックアップロー
ル8によって搬送されているストリップ9と接触し、スト
リップに塗布する。

【００３６】II．塗料押出ノズルについて：図３は、本
発明の塗料押出ノズルおよびノズルと塗料配管との連結
状況を示す図であり、(a)はノズル開口部出側からみた
正面図、(b)は(a)図のＡ部の上半分の拡大図、(c)は(b)
図のB-B矢視断面図、(d)は(b)図のC-C矢視断面図であ
る。

【００３７】塗料押出ノズル1は、円形断面をした管状
のノズル本体11を有し、管壁の一部にスリット状の開口
部10が設けられ、一端で管継ぎ手18を介して塗料供給管
55に、他端で管継ぎ手18と閉止弁1Bを介して洗浄用管56
に連結されている。ノズル開口部10は、塗料室15まで貫
通する複数の穴14とスリット状の溝13が刻設されて構成
されている。

【００３８】ノズル本体11は、鋼管のような円筒材を用
いる。これは、長さが１メートルを超える長尺のノズル
であっても、一般的な旋盤などで精度よく外周切削がで
きるからである。また、ノズル本体を円筒体とすること
によって、従来はノズルリップに設けていた鋭いエッヂ
を設ける必要がなくなり、操作時の取り扱いの困難さも
解消される。

【００３９】開口部10を溝13とその底部に塗料室15に貫
通する穴14を複数個穿孔して形成するのは、ノズル本体
11の横断面を断続的に閉じた円形とすることにより、ノ
ズルの剛性を増すためである。これに反して、オープン
型のＣ字形では剛性が低下して変形が生じる。

【００４０】本発明の塗料押出ノズルは、鋼管などの円
筒材の側面に塗料室15まで貫通する複数の穴14とスリッ
ト状の溝13が刻設された開口部を設けたので、剛性が高
く、前記Ｉに説明したノズルとアプリケーターロールと
の間隙を「負の間隙」とすることができる。

【００４１】本発明の塗料押出ノズル1とアプリケータ
ーロール7との接触状態では、ノズル開口部10とアプリ
ケーターロールとの接触部（図２のＤ部）がノズルの噴
射塗料の最小断面積となるため、スリット状の溝幅（ノ
ズル開口部間隔に等しい）は塗膜厚さを左右することな
く、溝幅寸法のノズル長さ方向における誤差は、塗膜厚
さのノズル長さ方向のばらつきの原因にならない。した
がって、溝部の加工寸法精度は、高精度を要しない。た
とえば、塗膜の厚さは数ミクロンから数十ミクロンない
し数百ミクロンであるのに対して、従来のノズル開口部
間隔はこれと同じオーダーであるが、本発明のノズル開
口部間隔は数ミリのオーダーでよい。したがって、切削
加工もそれに見合う精度でよい。

【００４２】本発明の塗料押出ノズル1においては、図
１に示すごとくアプリケーターロール7と接するノズル
本体11の溝部近傍（ノズル開口部近傍）で塗料と接し塗
膜1Cを形成するため、この部分を特に真直度がよく、面
粗度が細かくなるように精度よく加工すればよい。すな
わち、アプリケーターロールと接する部分のみを精密加
工することも許される。

【００４３】本発明の塗料押出ノズルに設ける開口部
は、そのノズル軸方向の長さをアプリケーターロールの
胴長よりも小さくする。これは、開口部の長さがアプリ
ケーターロールの胴長を超えると、アプリケーターロー
ルの側面部で開口部から塗料が漏れてしまい、溝部に充
満した塗料の圧力を高められないからである。また、ノ
ズル本体11は、後述する図６に示すようにアプリケータ
ーロールの胴長よりも長く構成されているので、図3(a)
のＡ部に示すようにノズル開口部10が存在しない部分が
できる。したがって、開口部のある部分と開口部のない
部分との境界に半径方向の段差が生じ、塗料漏れの原因
となる。このため、図3(b)および(c)に拡大して示すよ
うに、開口部のない部分を開口部と同じ高さに切削して
平坦部16を形成し、段差をなくし、塗料が漏れることを
防止するのが望ましい。

【００４４】開口部とノズル本体の外周面との交点は、
幾何学的には鋭いエッジ（角、90度）になり、被塗装物
（アプリケーターロール）を傷つけるおそれがある。し
たがって、この鋭いエッジ（角）を除去して、小さな曲
面（糸面）に仕上げるのが望ましい。

【００４５】III．可撓性材料を被覆した塗料押出ノズ
ルについて：図４は、本発明の可撓性材料を被覆した塗
料押出ノズルを示す図である。同図に示すように、可撓
性材料を被覆した塗料押出ノズル1A（以下、これを単に
「可撓性塗料押出ノズル」という）は、ノズル開口部10
が軟質な可撓性材料12（ゴム、樹脂など）で構成され
る。ノズル開口部10が可撓性材料12で構成されているの
で、バックアップロールに巻き付けられて搬送されるス
トリップに直接接触させ、アプリケーターロールを介さ
ずに垂直方向に押圧することができる。そして、この場
合は、ノズルの可撓性被覆がストリップに押されて窪
み、先に説明した図2(b)の「負の間隙」の状態になる。
それによって、開口部がストリップによって完全に閉塞
され、開口部内の塗料の圧力を高めることができる。ま
た、開口部が可撓性材料のため、ストリップに平坦度不
良やノズル本体に真直度不良があったとしてもこれを吸
収して、ストリップには欠陥のない美麗な塗装が実現で
きる。

【００４６】本発明の可撓性塗料押出ノズルは、前述の
塗料押出ノズルと同様に塗料供給ポンプおよび塗料閉止
弁に連結され、かつノズル支持移動装置およびノズル押
し付け力調整装置によって支持され、塗装に供される。

【００４７】IV．ノズル支持移動装置について：図５
は、本発明の塗料押出ノズルとアプリケーターロールを
用いてストリップに塗装する装置の横断面図である。

【００４８】図６は、本発明の塗料押出ノズルとアプリ
ケーターロールを用いてストリップに塗装する装置の平
面図である。

【００４９】図７は、ノズル開口部の正面から見た本発
明の塗料押出ノズルの取り付け状況を示す図である。

【００５０】ノズル支持移動装置2には、塗料押出ノズ
ル1の軸方向の撓みを抑制するため、バックアップシリ
ンダー21を設けるのが望ましい。

【００５１】塗料押出ノズル1は、塗料室の容積を小さ
くするため、その外径を可能な限り小さくするのが望ま
しい。しかし、外径を小さくすると剛性が不足し、ノズ
ルが軸方向に撓み塗装幅方向における塗膜厚さの変動を
招く。これを抑制するために横断面積を大きくすればよ
いが、重量が増し、塗料室が大きくなって塗料の貯留量
が多く必要となる。また、塗装終了後の塗料室の洗浄を
迅速に行うには、塗料室内の貯留量は少ない方が望まし
い。本発明では、外径を小さくすることによる剛性の不
足を補うため、図５および図６に示すようにノズル本体
11の背後にアプリケーターロール7の胴長よりも長い円
筒のバックアップシリンダー21を設け、両端部にノズル
クランプ22を設けてノズル本体11を支持することとし
た。

【００５２】バックアップシリンダー21は、図５および
図６に示すように、上下の支持板23で挟持され、支持板
23は軸受けを介して上下のフォーク25に固定された支持
軸27によって支持され、回転可能に取り付けられてい
る。すなわち、支持軸27は、図６に示すように、ノズル
本体11の開口部長手方向の中央部で開口部直角方向の線
上に設けられ、ノズル本体11をノズル軸を含む水平面内
で１点を軸（支持軸27）として回転できるように支持す
る。このような構造にすると、ノズル本体をアプリケー
ターロールに押圧するだけでロール胴長方向に均一な接
触が得られ、ノズル開口部とアプリケーターロールとの
間隙を調整する作業が不要となる。ストッパー2Dは、ノ
ズルの過大な振れを防止するためのものである。

【００５３】上下のフォーク25は、ヨーク26によって結
合され、さらにヨークはセンターロッド28に結合されて
いる。センターロッド28は２個のセンターロッドクラン
プ2Aで把持されており、それらのセンターロッドクラン
プ2Aは直線的なガイド2Bに沿って摺動できるようになっ
ている。また、枢軸（支点軸）を設けて揺動させる構造
としてもよい。

【００５４】Ｖ．ノズル押圧荷重調整装置（押し付け装
置）について：ノズル本体をアプリケーターロールに押
圧すると、塗料の出口であるノズル開口部が塞がれ、
溝、穴および塗料室内に充満した塗料の圧力が高まり、
アプリケーターロールに供給される塗料の厚さをアプリ
ケーターロール胴長方向に均一化できる。この塗料の圧
力は、ノズル本体を押し戻す力として作用するので、塗
料の圧力と釣り合う力でノズルの後方から押圧する必要
がある。また、アプリケーターロールに押し出される塗
料の厚さを時間的に均一化して安定に維持するには、こ
のノズルを押圧する力の時間的変動を小さく抑える必要
がある。

【００５５】本発明のノズル押し付け装置は、押し付け
力の変動を軽減するため、図５および図６に示すよう
に、ばね3Aを介して押し付ける構造である。ばねの強さ
（ばね定数）をアプリケーターロールの剛性（ゴムのば
ね定数）よりも小さくすれば、同じ押し付け力に対して
ばねの変位量をゴムの変位量よりも大きくできるので、
アプリケーターロールの軸受けの偏心やゴム被覆層の肉
厚の変動を軽減することができる。ばねには、変位量を
大きくできることと、荷重と変位量との直線性を確保す
るため、引張りばねを使用する。これは、圧縮ばねで
は、大きな変位量を得ようとすれば座屈が生じ、これを
防ぐためガイドシリンダなどを設けるとそれと接触して
摩擦力が発生し、前記直線性が損なわれるからである。
ばねの変位量を調整する手段として、ねじ棒33が用いら
れている。

【００５６】従来のロールコーターでは、金属ロールで
あるピックアップロールをゴムを被覆したアプリケータ
ーロールにねじ装置で変位量の調整を行って押し付けて
いた。これはアプリケーターロール表面のゴムの弾性を
利用するものであり、ゴムが比較的剛（弾性係数が高
い）の場合には、押しつけ変位量の小さな変化（調整）
によって押し付け力は大きく変動するため、ロールの回
転に伴う軸受けの偏心やゴム表面の研削などによるゴム
層の肉厚変動が、その押し付け力を変動させていた。

【００５７】ノズル押し付け荷重調整装置3には、図５
および図６に示すように、直径の異なる２つの円筒内に
引っ張りばね3Aを内蔵した荷重計31が設けられている。
荷重の大きさに応じて内円筒に設けた指針が外円筒に設
けた目盛りに沿って動き、荷重の大きさを指示する。ば
ね3Aの一端はセンターロッド28の尾端部29に結合され、
他端はノズル押圧荷重調整装置3のエンドプレート32に
結合されている。エンドプレート32には、図６に示すよ
うに、ばね3Aと平行してねじ棒33とガイドバー34が設け
られ、ねじ棒33とガイドバー34は、他方のエンドプレー
ト37に連結されている。ねじ棒33の両端部は、両エンド
プレート32,37において軸受けによって支持されてお
り、その一端にねじ棒33を回転してばね3Aの変位量を調
整するためのハンドル38が設けられている。ねじ棒33
は、ねじホルダー36によって把持されており、符号39は
回り止めである。

【００５８】図５および図７において、直線ガイド2Bと
ねじホルダー36は、ガイドバー受け35によって基盤2C上
に取り付けられており、基盤2Cは台枠4の２本のバー41
に取り付けられた２組の基盤受け42によって高さと傾き
が調整できるように支持、固定されている。

【００５９】VI．塗膜厚さの制御方法について：従来の
ロールコーター方式の場合、アプリケーターロールに対
するピックアップロールの押し付け変位量または押し付
け力によって塗膜厚さが変化する。しかし、本発明の制
御方法ではノズルのアプリケーターロールまたはストリ
ップへの押し付け力そのものは、塗膜厚さを支配する第
１義的要因ではない。

【００６０】本発明の塗装方法の場合、ノズルとアプリ
ケーターロールまたはストリップとがキスタッチの状態
（単に接触した状態をいう）から押し付け力を増してい
くと、あるところまではノズルからアプリケーターロー
ルまたはストリップに供給された塗料は、すべてアプリ
ケーターロールまたはストリップ上で塗膜となる状態が
確保できる。そしてある限界を超えると、塗料の一部が
滴り落ちる状態となる。したがって、押し付け力は全量
塗膜になる範囲内に設定すればよい。

【００６１】開口部から押し出された塗料の全量がアプ
リケーターロールに塗布され、さらにストリップにおい
て塗膜になる条件にあれば、質量保存の法則に基づき、
塗料ポンプの吐出量、被塗装面（ストリップ）の速度に
よって（ストリップの）塗膜厚さが定まる。また、アプ
リケーターロールを使用しないで直接ストリップに塗装
する場合は、ノズルの表面に可撓性材料が被覆されてい
るので、ストリップ上で塗膜となる状態が確保できる。

【００６２】塗料ポンプ54として、定容量ポンプ（歯車
ポンプ、ダイヤフラムポンプなど）を用いることによ
り、塗料の流量測定システムが簡単になる。図９に示す
被塗装物移動速度（バックアップロールの回転速度、ア
プリケーターロールの回転速度）の検知器62および設定
器63、塗料ポンプの回転数検知器62および設定器63には
公知の機器が使用できる。

【００６３】ストリップに塗布された塗膜厚さ（乾燥膜
厚さ、FT.d）は、アプリケーターロールに押し出された
塗料のすべてがストリップに移行すると仮定すると、次
に示す(1)式で計算できる。

【００６４】 FT.d＝FT.w×NV×SG.w／(100×SG.d)・・・(1) ただし、 FT.w＝RPM.w×Q.w／(V.b×Ｂ) であり、FT.
wはウェット膜厚（ｍ）、FT.dは乾燥膜厚（ｍ）、V.bは
被塗装物の移動速度（ｍ／sec）、Ｂは塗料吐出幅
（ｍ）、RPM.wは塗料ポンプ回転速度（rps）、Q.wはポ
ンプ１回転あたりの吐出容量（ｍ³）、NVは塗料の不揮
発分(％)、SG.wは塗料のウェット比重（−）、SG.dは乾
燥塗膜比重（−）、である。

【００６５】そして、あらかじめこの式をプログラミン
グして制御演算器64にインストールした制御システムを
構築し、塗装速度をバックアップロールの回転速度検知
器62によってサンプリングしながら、塗料ポンプ54の回
転数を設定機63に指示することによって、ストリップに
所望の膜厚で連続的に塗装することができる。

【００６６】図８は、塗料などの循環系統を示す図であ
る。

【００６７】塗装時には閉止弁1Bを閉じ、塗料槽52から
塗料吸入管53，塗料ポンプ54，塗料供給管55のルートで
ノズル本体11に塗料51を供給する。塗料51は、補給塗料
槽57から補給塗料吸入管58、補給ポンプ59、フィルター
5A、補給塗料吐出管5Cのルートをとおり、塗料槽52へ補
給される。塗料の供給は、密閉された系内での一方向の
供給であり、溶剤の蒸散がなく作業環境を悪化させな
い。

【００６８】塗装作業が終わり塗装ノズルを洗浄すると
きには、塗料槽52に洗浄液を装入し、閉止弁1Bを開い
て、塗料吸入管53，塗料ポンプ54，塗料供給管55，ノズ
ル本体11，洗浄用管56のルートで内部の洗浄を行う。こ
のとき、ノズルの溝部の開口部は、被塗装物（アプリケ
ーターロール、または当て板など）を接触させ閉塞す
る。

【００６９】図９は、本発明のノズルを用いて塗装する
ための運転制御方法を示す概念図である。

【００７０】被塗装物であるストリップ9は、バックア
ップロール8に巻き付けられ搬送され、アプリケーター
ロール7を介して塗料押出ノズル1から押し出された塗料
51によって塗布される。本発明の塗装方法には、これま
でに述べた塗料押出ノズル1,1Aが用いられる。

【００７１】上記の説明は塗料の供給量を調整して塗膜
の厚さを調整する方法についてのものであるが、ノズル
内または配管内の塗料の圧力を測定して、これを調整す
ることにより塗料の供給量を調整することもできる。

【００７２】

【実施例】本発明の塗料押出ノズルを設けた塗装装置
と、従来使用されている塗装装置を用い、鋼板およびア
ルミニウム板に高分子ポリエステル塗料を塗装する試験
を行った。なお、本発明例においては前記VIに記載の塗
膜厚さの制御方法を用いた。ノズルのアプリケーターロ
ールまたはストリップへの押し付け力は、ノズルから供
給された塗料が全て塗膜となる範囲に調整した。

【００７３】それらの結果を表１に示す。

【００７４】

【表１】

【００７５】本発明の塗料押出ノズルを用いた番号１の
試験では、塗膜厚さの幅方向および長手方向の偏差は、
±1.0μｍであり、塗膜の表面にはローピングの発生は
観察できなかった。また、可撓性ノズルを用い直接スト
リップに塗装した番号２および３の試験でも、塗膜厚さ
の偏差は±1.0μｍであり、塗膜の表面にはローピング
の発生は観察できなかった。

【００７６】これに対して、比較例の番号４および５の
試験は、従来のリバースロールコーターを使用したの
で、塗装速度を発明例よりも低くしたが、いずれも塗膜
厚さの偏差は±2.0μｍであり、塗膜の表面にはローピ
ングの発生が観察された。

【００７７】

【発明の効果】本発明の塗装方法は、ノズル開口部がア
プリケーターロールまたはストリップと（負の間隙で）
接触するため、移動するアプリケーターロールまたはス
トリップの表面に随伴する雰囲気の巻き込みがなく、塗
装速度を高めても厚さが均一で美麗な塗膜が得られる。
また、作業環境の向上が得られる。

【００７８】本発明の塗料押出ノズルは、管状のノズル
本体の側壁に塗装室に貫通する穴からなの管軸に平行な
穴列とスリット状の溝を有するノズル開口部を設けるこ
とにより、長尺のノズルでも精度よく製作することがで
き、ノズル開口部に鋭いエッヂ部がないので取り扱い管
理が容易である。さらにノズル開口部を可撓性材料とす
ることにより、鋼板など平坦度の悪いストリップでも直
接塗装することができる。

【００７９】本発明の塗装装置は、ノズルをノズル幅中
央部で回転できるように支持したので、ノズル開口部と
アプリケーターロールまたはストリップとの間隙をあら
かじめ調整する必要がなく、被塗装物の適用範囲が広く
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の塗料押出ノズルとアプリケーターロー
ルとの接触状況を示す図である。

【図２】ノズル開口部とアプリケーターロールとの接触
状況を拡大して示す図であり、(a)は従来のノズルコー
ター方式の場合、(b)は本発明の塗料押出ノズルの場合
を示す図である。

【図３】本発明の塗料押出ノズルおよびノズルと塗料配
管との連結状況を示す図であり、(a)はノズル開口部出
側からみた正面図、(b)は(a)図のＡ部の上半分の拡大
図、(c)は(b)図のB-B矢視断面図、(d)は(b)図のC-C矢視
断面図である。

【図４】本発明の可撓性材料を被覆した塗料押出ノズル
を示す図である。

【図５】本発明の塗料押出ノズルとアプリケーターロー
ルを用いてストリップに塗装する装置の横断面図であ
る。

【図６】本発明の塗料押出ノズルとアプリケーターロー
ルを用いてストリップに塗装する装置の平面図である。

【図７】ノズル開口部の正面から見た本発明の塗料押出
ノズルの取り付け状況を示す図である。

【図８】塗料などの循環系統を示す図である。

【図９】本発明のノズルを用いて塗装するための運転制
御方法を示す概念図である。

【符号の説明】

１．塗料押出ノズル 1A．可撓性塗料押出ノズル 10．開口部 11．ノズル本体 12．ゴム 13．溝 14．穴 15．塗料室 16．平坦部 17．工具逃げ部 18．管継ぎ手 19．エルボ２．ノズル支持移動装置 21．バックアップシリンダー 22．ノズルクランプ 23．支持板 24．ボルト 25．フォーク 26．ヨーク 27．支持軸 28．センターロッド 29．センターロッド尾端部 2A．センターロッドクランプ 2B．ガイド 2C．基盤 2D．ストッパー３．ノズル押し付け荷重調整装置 31．荷重計 3A．ばね 32．エンドプレート 33．ねじ棒 34．ガイドバー 35．ガイドバー受け 36．ねじホルダー 37．エンドプレート 38．ハンドル 39．回り止め４．台枠 41．バー 42．基盤受け 51.塗料 52.塗料槽 53.塗料吸入管 54.塗料ポンプ 55.塗料供給管 56.洗浄用管 57.補給塗料槽 58.補給塗料吸入管 59.補給ポンプ 61.電動機 62.検知器 63.設定器 64.制御演算器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者加藤優明大阪府堺市出島西町２番地イゲタ鋼板株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗料押出ノズルを配設した連続塗装装置を
用い、可撓性材料を被覆したアプリケーターロールを介
してバッアップロールにより搬送される帯状体に塗装す
る方法であって、塗料押出ノズルの開口部をアプリケー
ターロールの表面に押し付け、その押し付け力の調整、
および塗料の供給量またはノズル内圧力の調整を行い、
塗膜厚さを調整することを特徴とする帯状体の連続塗装
方法。
【請求項２】可撓性材料を被覆した塗料押出ノズルを配
設した連続塗装装置を用い、バッアップロールにより搬
送される帯状体に塗装する方法であって、塗料押出ノズ
ルの可撓性材料からなる開口部を帯状体の表面に押し付
け、その押し付け力の調整、および塗料の供給量または
ノズル内圧力の調整を行い、帯状体の塗膜厚さを調整す
ることを特徴とする帯状体の連続塗装方法。
【請求項３】内部が塗料を保留して塗料室となる管状の
ノズル本体の側壁に塗料室に貫通する複数個の穴からな
り管軸に平行な穴列が設けられ、その穴列の外側にはノ
ズル開口部を構成する溝が設けられていることを特徴と
する塗料押出ノズル。
【請求項４】内部が塗料を保留して塗料室となる管状の
ノズル本体であって、その表面に可撓性材料が被覆さ
れ、ノズル本体の側壁に塗料室に貫通する複数個の穴か
らなり管軸に平行な穴列が設けられ、その穴列の外側に
はノズル開口部を構成する溝が設けられていることを特
徴とする塗料押出ノズル。
【請求項５】請求項３または４に記載の塗料押出ノズル
が、一端で塗料供給ポンプに、他端で塗料閉止弁に連結
され、かつノズル支持移動装置およびノズル押し付け力
調整装置を備えることを特徴とする帯状体の連続塗装装
置。
【請求項６】上記ノズル支持移動装置が、ノズルクラン
プを有するバックアップシリンダーを備えることを特徴
とする請求項５に記載の帯状体の連続塗装装置。
【請求項７】上記塗料押出ノズルが、開口部の長さ方向
中央部の垂直線上の支持軸を軸として回転可能に支持さ
れていることを特徴とする請求項５または６に記載の帯
状体の連続塗装装置。
【請求項８】上記ノズル押し付け力調整装置が、引っ張
りばねとねじ棒とから構成された装置であることを特徴
とする請求項５から７までのいずれかに記載の帯状体の
連続塗装装置。
【請求項９】請求項５から８までのいずれかに記載の連
続塗装装置を用い、被塗装物の移動速度と、塗料供給ポ
ンプの回転速度および塗料の物性値から下記(1)式を用
いて塗膜の厚さを計算し、塗料供給ポンプの回転速度を
変化させて塗膜厚さ（乾燥膜厚FT.d）を調整することを
特徴とする帯状体の連続塗装方法。 FT.d＝FT.w×NV×SG.w／(100×SG.d) ・・・(1) ただし、 FT.w＝RPM.w×Q.w／(V.b×Ｂ) であり、FT.
wはウェット膜厚（ｍ）、FT.dは乾燥膜厚（ｍ）、V.bは
被塗装物の移動速度（ｍ／sec）、Ｂは塗料吐出幅
（ｍ）、RPM.wは塗料ポンプ回転速度（rps）、Q.wはポ
ンプ１回転あたりの吐出容量（ｍ³）、NVは塗料の不揮
発分(％)、SG.wは塗料のウェット比重（−）、SG.dは乾
燥塗膜比重（−）、である。