JPS5837024B2 - 金属の帯材に高粘性液体を薄く被覆する方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属帯材に被覆剤特に無溶剤塗料、インキ、乳
剤等の高粘性液体を薄く平滑に塗布する方法及び装置に
関するものである。

従来、金属帯材に薄く被覆剤を塗布する方法としては、
３つの方法があり、各々被覆剤の種類や物性、塗布速度
などに応じて使い分けられている。

１つは、２本〜３本組合せロール方式と呼ばれるもので
第１図に示すように塗料パン１に浸漬させたピックアッ
プロール９で被覆剤をピックアップし、ピックアップロ
ール９とピックアップロール９に接触するコーティング
ロール４（又はブランケットロール）の押しつけ圧力な
どにより被覆剤を調量したのち金属帯材７に塗布する方
法、又はピックアップロール９に対してメーターリング
ロール１０を設置し、ピックアップロール９とメーター
リングロール１０の間隔によって塗布量を調量したのち
コーティングロール４に転移させ、同様に金属帯材７に
塗布する方法である。

第１図に示す装置を使用して塗布厚みが１０μ以下の極
く薄い塗布厚みに塗布するには、ロール精度上の問題か
ら被覆剤をそのウエット厚みで制御することは不可能で
あり、溶剤（有機溶剤や水）で希釈した被覆剤をウエッ
ト状態では厚く塗布し、硬化（又は乾燥）後薄い塗布厚
みになるようにしている。

しかしこの方法は、溶剤公害、加熱費の増大などの問題
点の他に被覆剤が飛散する。

金属帯材の走行速度の変化に伴なって塗布厚みが変動し
やすいなどの欠点がある。

一般にピックアップロール方式では高粘性液体を用いる
場合にはロールの回転が高速になると塗料のピックアッ
プが不可能になることが知られている。

本願発明者の実験によれば被覆剤粘度とピックアップ速
度との間には第５図に示す関係がある。

即ちこの図中で斜線で示した条件がピックアップ不可能
な範囲であり、例えば２５℃における粘度が５ ０ ０
ｃｐ以上の高粘性被覆剤を５０ｍ／分以上の高速度で
塗布することは不可能であることがわかる。

又本ピックアップロール方式は塗布速度の変動により塗
布厚さが変動する欠点がある。

例えば塗布速度と塗布厚さの関係を測定した第６図から
明らかな如く、塗布速度の増加に比較して塗布厚さが増
加する。

従来行なわれている２つ目の方法として、多数ロール練
り方式（又は平版印刷方式）と呼ばれるものがある。

この方法は、一般に印刷インキの塗布に用いられており
、第２図に示すようにインキパン１からインキ出しロー
ル９によって導き出されたインキは間けつ的にインキ出
しロール９と練りロール１２に接触するインキ移しロー
ル１１によッテ調量されつつ練りロール１２に移される
。

練りロール１２に移されたインキは、１０本以上の金属
口−ルとゴムロールの組み合せでセットされた練りロー
ル１２の中で薄くしかも均一に伸ばされて版胴ロール１
３に移される。

版胴ロール１３には印刷の場合凸版又は平版が取付けら
れるが、ベタ塗りの場合ベタ版が取付けられる。

版胴ロール１３に移されたインキはゴム張りのブランケ
ットロール４に転移されたのち金属帯材７に塗布される
。

第２図に示す多数ロール練り方式は無溶剤高粘度被覆剤
（即ちインキ）を比較的高速で走行する金属帯材に薄く
均一に塗布出来るという利点がある。

しかし第２図に示す装置は精密機械であるため、設備費
や修理費に高い費用がかかるばかりでなく、塗布厚みの
制御には熟練を要すると言われる。

又、被覆剤の物性としてタック（ねばつき）チクソトロ
ピツク性（揺変性）、引き等のレオロジー的性質の制約
を受け、レオロジー的性質が適正でない場合、練りロー
ルで被覆剤を薄く均一に伸ばしたり、ロールからロール
へ転移させたりすることが不可能となる。

従って、多数練りロール方式に適合するレオロジー的性
質を被覆剤に持たせるために薬剤の複雑な配合調整が必
要であり、又例えば金属の耐熱絶縁被覆法として利用さ
れる無機物干水溶性樹脂から成るスラリー状被覆剤は塗
布が出来ないという欠点がある。

従来法の３つ目として第３図に示すようなグラビア方式
が掲げられる。

グラビア方式では塗料パン１に浸漬されたグラビアロー
ル３によってピックアップされた塗料（インキ）は過剰
分をドクターナイフ２で削り落されたのち、ゴム張りブ
ランケットロール４に移されてから金属帯材γに塗布さ
れる。

本グラビアロール方式によれば、グラビアロールとドク
ターナイフで被覆剤が調量され、塗布厚さのコントロー
ルが容易である利点があるが、前述した第１図のピック
アップロールと同様に被覆剤中でグラビアロールの一部
を浸漬回転してピックアップする機構は全く同じであり
、ピックアップロール方式と同様の理由で高粘性液体か
らなる被覆剤の高速塗布は不可能である。

グラビア方式の場合、有機溶剤を５０φ以上含む低粘度
の被覆剤を使用し、金属帯材に被覆後被覆剤の流動によ
って均一平滑化される。

従って、この方式には溶剤公害の発生、低粘度被覆剤し
か塗布出来ないという欠点がある。

しかるに、本発明の課題は、以上述べた従来の３つの方
法の欠点を取り除き、かつ被覆剤として特に無溶剤塗料
印刷インキ及び無機物＋水溶剤樹脂（スラリー状物質）
の如き高粘度液体を金属帯材に高速で層状にしかも平滑
に被覆する方法を得ることである。

この課題を解決するために塗料供給装置によりグラビア
ロールに塗料を圧送供給したのち凹部以外の過剰分をド
クターナイフで削り取ったのちゴム張りブランケットロ
ールに転移させたのち、再度平滑化ロールに転移させ、
該平滑化ロールに接触して保持される小径金属ロール（
衛星ロール）で充分平滑化されたのち、走行する金属帯
材に連続的に塗布する方式を開発したものである。

即ち本発明は、 １ 連続帯状金属に高粘性液体からなる被覆剤を高速で
薄く塗布する方法において、グラビアロールに該被覆剤
を強制的に圧送供給後過剰分を除去し、ブランケットロ
ールを介して衛星ロールを接触して有する平滑化ロール
に移転させてから該帯状金属材に塗布することを特徴と
する金属の帯材に高粘性液体を薄く被覆する方法。

２ 高粘性液体からなる被覆剤を高速で薄く塗布するた
めに凹部又は溝を有するグラビアロールと、グラビアロ
ールに近接した位置に配置したグラビアロールに被覆剤
を強制的に圧送供給するための供給装置と、グラビアロ
ールの回転方向において前記被覆剤供給装置より後方で
グラビアロールに接しグラビアロール表面の過剰な被覆
剤を除去する装置と、グラビアロールに接触するブラン
ケットロールと、ブランケットロールに接触し同時に他
方では帯状金属と接触し且つ小径ロールを衛星ロールと
して持つ平滑化ロールと、平滑化ロールと帯状金属を押
しあてるためのバックアップロールからなることを特徴
とする金属の帯材に高粘性液体を薄く被覆する装置であ
る。

以下本発明の詳細について第４図に示す実施例装置によ
り述べる。

被覆剤は塗料供給装置１によってグラビアロール２に供
給される。

本発明では高粘性液を高速で薄く被覆することに特徴を
有する。

従って供給装置１は高粘性液を高速で供給するために強
制的に圧送する方法、例えばパイプを通して圧送するポ
ンプ方式が最も好ましい。

グラビアロール３は鉄ロールにニッケルメツキ→Ｃｕメ
ツキを施したのち、エッチング法又は彫刻法により凹部
加工を行ない、そのあと硬質クロムメツキ→研磨を行な
って仕上げる。

グラビアロール加工条件は被覆剤の物性や塗膜厚みによ
って適宜選択されるが、例えば凹部の断面形としては方
形、三＾形、台形等がある。

又、凹部の深さも任意に選択出来るが普通５μから１０
０μ程度までが使用される範囲である。

凹部の大きさについても正方形の場合一辺の長さが約５
０〜２００μで凹部の目の数はロール上の単位長さ１
ｉｎｃｈ当り５０〜２００個有するものが普通使用され
る。

供給された被覆剤の過剰分はドクターナイフ２によって
削り取られ、凹部にのみ被覆剤はピックアップされる。

金属帯材に塗布される被覆剤の量は凹部の容積によって
規定され、ロールの回転速度（即ち金属帯材の走行速度
）によって変動を受けない。

次にグラビアロール３によってピックアップされた被覆
剤はゴムブランケットロール４に転移サれる。

ブランケットロール４のゴム硬度及びグラビアロール３
とブランケットロール４間の押しつけ圧力は被覆剤の転
移率に影響を及ぼすので被覆剤の物性や塗布厚みによっ
て適正な条件が選定されるべきである。

ブランケットロール４に転移された被覆剤はグラビアロ
ール３に対応して点状に分布されるために、そのまま金
属帯材に塗布すると平滑性が得られないので、ブランケ
ットロール４から平滑化ロール５に転移される。

ブランケットロール４と平滑化ロール５との接触部分の
押し圧によって塗膜はかなり平滑化されるが、更に衛星
ロール６によって充分に平滑化されたのち金属帯材７に
塗布される。

平滑化ロール５に接触して保持される衛星ロール６はゴ
ムロールも使用可能であるが平滑化に特に効果があるの
は金属ロールに光沢クロムメッキを行なったロールであ
り、ロール本数、ロール径、ロール回転速度は被覆剤の
物性、塗布厚みなどに応じて任意に変えられ得る。

比較的粘度が高く、平滑性が得られ難い場合はロール径
を小さくシ、ロール速度を平滑化ロール５に比べて回転
速度を遅くするなどの対策が効果がある。

又、ロールをロール軸方向に往復運動させることによっ
て金属帯材巾方向の膜厚を均一にすることも考えられる
。

以上、本発明の内容について述べたが本発明の特徴をま
とめると次の通りである。

（１）被覆剤の低粘度のものは勿論のこと、高粘度のも
のも高速で薄塗りが可能である。

（ｉｉ） 被覆剤の塗布厚みのコントロールがしやす
い。

（金属帯材の走行速度によって膜厚が変わりにくい） （ｉｉ１）タック性、チクソトロピツク性、引きなどの
レオロジー的性質を有しない被覆剤でも薄塗り塗布が可
能である。

（ＩＶ） 外観上平滑性に優れた塗布が可能である。

Ｍ 比較的簡単な装置であり、修理等の手間があまりか
からない。

以下実施例を示す。

実施例 １ 板厚み０． ５ ｍｙｒｉ，板巾９１４１ｎ７Ｉｔの鋼
板コイルを溶融亜鉛メッキラインに連続的に通板せしめ
て溶融亜鉛メッキを行なったのち第４図に示す本発明の
コーティング装置を使用して紫外線硬化型、プライマー
塗料（アクリルエポキシ系樹脂塗料、２５℃における粘
度： ２ ３ ０ ０ ｃｐｓ ）を塗布した。

塗料は非脈動型ポンプで圧送してグラビアロールに供給
した。

グラビアロールは一辺の長さが１４０μの正方形で深さ
が４０μ、ロール長さ１ｉｎｃｈ当り凹部数１２８個を
有するものを使用し、ブランケットゴムロール（ロール
直径４００ｍｍ）及ひ平滑化ロール（ロール直径４００
ｍｍ）のゴム硬度は７０のものを採用した。

衛星ロールはロール直径５０關のクロムメッキ金属ロー
ルを使用し、ロールの周速度を平滑化口−ル周速度の１
／５０という遅い速度で回転させた。

得られた塗膜は平滑で、かつ溶融亜鉛メッキコイルの走
行速度が５０〜１５０ｍ／ｍｉｎと変化しても塗膜厚み
は６〜８μと殆んど均一な塗布厚みであった。

【図面の簡単な説明】

図面は従来の被覆装置と本発明による被覆装置を示すも
のであって、第１図、第２図、第３図は従来の被覆装置
の構造及び作用を示す略示的断面図、第４図は本発明の
被覆装置を示す略示的断面図、第５図は被覆剤粘度とピ
ックアップロール速度の関係を示す図、第６図は塗布速
度と塗布厚さの関係を示す図である。 １・・・・・・塗料パン又は塗料供給装置、２・・・・
・・ドクターナイフ、３・・・・・・グラビアロール、
４・・・・・・ブランケットロール、５・・・・・・平
滑化ロール、６・・・・・・衛星ロール、γ・・・・・
・金属帯材、８・・・・・・バックアップロール、９・
・・・・・ピックアップロール又はインキ出しロール、
１０・・・・・・メーターリングロール、１１・・・・
・・インキ移しロール、１２・・・・・・練りロール、
１３・・・・・・版胴ロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続帯状金属に高粘性液体からなる被覆剤を高速で
   薄く塗布する方法において、グラビアロールに該被覆剤
   を強制的に圧送供給後過剰分を除去し、ブランケットロ
   ールを介して衛星ロールを接触して有する平滑化ロール
   に移転させてから該帯状金属材に塗布することを特徴と
   する金属の帯材に高粘性液体を薄く被覆する方法。 ２ 高粘性液体からなる被覆剤を高速で薄く塗布するた
   めに凹部又は溝を有するグラビアロールと、グラビアロ
   ールに近接した位置に配置したグラビアロールに被覆剤
   を強制的に圧送供給するための供給装置と、グラビアロ
   ールの回転方向において前記被覆剤供給装置より後方で
   グラビアロールに接しグラビアロール表面の過剰な被覆
   剤を除去する装置と、グラビアロールに接触するブラン
   ケットロールと、ブランケットロールに接触し同時に他
   方では帯状金属と接触し且つ小径ロールを衛星ロールと
   して持つ平滑化ロールと、平滑化ロールと帯状金属を押
   しあてるためのバックアップロールからなることを特徴
   とする金属の帯材に高粘性液体を薄く被覆する装置。