JPH05123625A - 塗装方法及びそれに使用する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼板等のような帯状体に対して幅及び長さ方
向に均一で美麗な塗布膜を高速かつ安定に形成し得る塗
装手段を確立する。 【構成】 連続走行する帯状体の幅方向へわたって開設
されたスリットより塗布液を流出させて塗布する方法に
おいて、前記スリットから流出する塗布液膜14の少なく
とも片面に沿うようにガスジェット16を噴出させるか、
更には塗布液膜14の両面に沿うガスジェット16の噴出流
速をそれぞれ単独に制御するかして塗布を行う。また、
上記塗装を行う塗布装置を、塗布液を流出させるスリッ
トの前後に該スリットに平行なガスジェット噴出用スリ
ットを設けると共に、該ガスジェット噴出用スリットか
ら噴出されるガスジェットの流速をそれぞれ単独に制御
する制御装置を組み込んだ構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鋼板等の帯状体に塗
布液を連続的に塗布する方法並びにそのための装置に関
するものである。

【０００２】

【従来技術とその課題】古くから、連続して走行する帯
状体に塗布液を塗布する手段として「ロ−ルコ−ティン
グ法」が一般的に採用されており、鋼板，各種フィル
ム，テ−プ或いは紙等の帯状体に塗料，インキ，磁性材
料，接着剤或いは機能性薬剤等の塗布液を連続的に塗布
する上で欠かせない技術の１つとなっている。なお、こ
のロ−ルコ−ティング法とは、ピックアップロ−ルやト
ランスファ−ロ−ル等を介してペイントパンから供給さ
れる塗布液を、バックアップロ−ルに沿って通過するか
或いは２本のデフレクタロ−ル間に支持されたシ−ト状
被塗工物（帯状体）にアプリケ−タロ−ルを使って塗布
する方法であることは言うまでもない。

【０００３】例えば、図３及び図４は、ピックアップロ
−ル１とアプリケ−タロ−ル２を使用し、ペイントパン
３中の塗料をバックアップロ−ル４に沿って走行する被
塗工物５に塗布する方式の、代表的な２ロ−ルによるロ
−ルコ−ティング法を示している。

【０００４】なお、図３で示したのは被塗工物５の走行
方向（バックアップロ−ル４の回転方向）とアプリケ−
タ−ロ−ル２の回転方向とが逆である“ナチュラルコ−
ティング方式”の例であり、一方、図４で示したのはア
プリケ−タ−ロ−ル２の回転方向がバックアップロ−ル
４の回転方向（被塗工物５の走行方向）と同方向である
“リバ−スコ−ティング方式”の例であるが、ロ−ルコ
−ティング法の場合には塗布液の膜厚はナチュラルコ−
ティング方式で制御されるのが一般的である。

【０００５】しかし、ナチュラルコ−ティング方式の場
合では、図３からも理解されるように、ロ−ルと被塗工
物とのニップ出口において“ロ−ルと被塗工物に付着し
た塗料が引き裂かれる現象”が起き、そのためロ−ル及
び被塗工物上の塗膜厚が幅方向に不均一となって“筋模
様（ロ−ル目，ストライエ−ション或いはロ−ピングと
も呼ばれている）”を生じやすいとの問題が指摘されて
いた。この模様は高速塗装を実施した際に特に著しくな
るが、何れにしても焼付け・乾燥後にまで残留して表面
美観を損ねるものであり、表面の鮮映性が特に要求され
る意匠性鋼板等では致命的な欠陥となる。

【０００６】また、鋼板等へのコ−ティングにおいては
ゴム等の弾性体で被覆されたアプリケ−タ−ロ−ルを使
用するが、そのためアプリケ−タ−ロ−ルの鋼板エッジ
部に当接する部位が傷つきやすく、美麗塗装の維持には
ロ−ル替えを頻繁に行わざるを得ないと同時に、被塗工
物たる鋼板等の板幅変更は「広幅から狭幅へ」の場合に
限られ、ナロ−ダウン生産しかできないという問題もあ
った。

【０００７】更に、ロ−ルコ−ティング法の場合には比
較的低粘度の塗布液しか塗布することができないので有
機溶剤等の希釈液を多量に使用しなければならず、従っ
て焼付乾燥炉の効率低下，コストアップの一因となるば
かりか、地球環境問題をも意識しなければならないもの
であった。

【０００８】そこで、このようなロ−ルコ−ティング法
の欠点を補うべく、塗布液を狭いスリットから流出させ
て塗布するカ−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（ダイコ−ティング，スリッ
トコ−ティング，ファウンテンコ−テング或いはスロッ
トオリフィスコ−ティング法とも呼ばれる）等が案出さ
れた。

【０００９】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、ヘッドタンク（塗布液保持容
器）６のスリット状ノズル７から流出落下する塗布液膜
８の下にコンベアベルト９で被塗工物10を走行させ、被
塗工物10の上面に塗膜を形成させる方法である。

【００１０】ところが、この方法では、スリット状ノズ
ル７から被塗工物10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８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７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８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、
それでも被塗工物の走行による周辺空気の流れによって
流下する塗布液膜８の状態が変動し、これが塗装ムラの
原因になるのを否めなかった。また、被塗工物10の振動
等によっても塗装ムラが発生しやすいという問題も指摘
された。

【００１１】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
被塗工物５に近接し、このダイ12から塗布液を押し出し
て被塗工物５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、主にフィル
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。

【００１２】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。その上、カ
−テンフロ−コ−ティング法の場合と同様に被塗工物に
随走する雰囲気空気の流れがあるため、被塗工物の表面
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。

【００１３】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、被塗工物の搬送装置（コンベ
アベルト）に吸着装置を取付けて被塗工物の振動を防止
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工物
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。ま
た、エクストゥル−ジョンコ−ティング法を鋼板の塗装
にも適用すべく、ダイの位置を鋼板表面の位置変動に追
従させて調整しダイ先端と鋼板面との距離を一定に保た
せようとの提案も見られる（特開平３−３０８７１
号）。

【００１４】しかしながら、カ−テンフロ−コ−ティン
グ法の場合には、前記提案の方法によって被塗工物の振
動防止や随走空気の遮断を行っても雰囲気空気の乱れに
よる塗布液膜の変動は避けられず、これに起因する塗工
ムラは免れ得ない。

【００１５】また、エクストゥル−ジョンコ−ティング
法の場合にはダイを被塗工物へ近接することが必要条件
である（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３００μｍ以下にする必要がある）が、特開平
３−３０８７１号として提案されている方法の如くダイ
に追従装置を取付けた場合でも、鋼板等の幅方向全体に
わたっての板厚変動に対しての追従は可能であるものの
部分的な板厚変動或いは板エッジ部の反りや返り等に対
しては前記微小距離を保っての十分な追従は難しく、
“塗膜の不均一", "鋼板エッジ等がダイ先端へ接触する
ことによるダイの傷付き”といった懸念は払拭できなか
った。

【００１６】上述したように、ロ−ルコ−ティング法に
代わる均質美麗塗装法としてカ−テンフロ−コ−ティン
グ法やエクストゥル−ジョンコ−ティング法等が考えら
れるが、特に連続鋼板への塗布に関しては多くの問題点
があり、未だ実用化に至っていないのが現状である。

【００１７】このようなことから、本発明が目的とした
のは、鋼板等の硬質材料の帯状体に対しても幅及び長さ
方向に均一で美麗な塗布膜を高速かつ安定に形成し得る
塗装手段を確立することであった。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成すべく、特にカ−テンフロ−コ−タ使用のカ−テン
フロ−コ−ティング法やエクストゥル−ダ使用のエクス
トゥル−ジョンコ−ティング法による高速塗装の利点を
生かしつつ、これを鋼板等の如き比較的硬質な帯板材へ
の連続塗装に応用してもなお優れた美麗さが確保できる
手立てを求めて種々検討を行った結果、「上述のような
被塗工物たる帯状体の幅方向に延びるスリットより塗布
液を流出させて塗布する塗装方法において、 スリットよ
り流出する塗布液膜をこれと平行に噴出させたガスジェ
ットでガイドするか又は挟み込むように保護してやれ
ば、 スリット部先端を帯状体面へ極端に近づけることな
く雰囲気空気の流動による塗布液膜の乱れを効果的に防
止することができ、 従って塗布液膜変動による塗装ムラ
が抑えられて美麗で安定した高速塗装が可能になる」と
の知見を得るに至った。

【００１９】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体に該帯状
体の幅方向へわたって開設されたスリットより塗布液を
流出させて任意の膜厚に塗布する方法において、 前記ス
リットから流出する塗布液膜の少なくとも片面に沿うよ
うにガスジェットを噴出させることで塗布液膜を安定化
しながら塗布するか、 或いは前記ガスジェットをスリッ
トからの流出塗布液膜を挟むように噴出させ、 かつこの
塗布液膜の両面に沿うガスジェットの噴出流速をそれぞ
れ単独に制御しながら上述した塗布を実施するようにし
た点」に大きな特徴を有し、更には、「連続して走行す
る帯状体に該帯状体の幅方向へわたって開設されたスリ
ットより塗布液を流出させて任意の膜厚に塗布する装置
において、 塗布液を流出させるスリットの前後に該スリ
ットに平行なガスジェット噴出用スリットを設けると共
に、 該ガスジェット噴出用スリットから噴出されるガス
ジェットの流速をそれぞれ単独に制御する制御装置を組
み込んで塗装装置を構成した点」をも特徴とするもので
ある。

【００２０】

【作用】以下、図面を参照しながら本発明をその作用と
共により詳細に説明する。図１は本発明の１例に係わる
模式的説明図であるが、バックアップロ−ル４に沿って
走行する被塗工物５に対し一定の距離を隔てて“塗布液
を流出させるスリットを有したダイヘッド13”がセット
されていて、塗布液をポンプ或いはヘッドタンク等の加
圧手段によりダイヘッド13のスリットから流出させて塗
布液膜14を形成すると共に、ガスジェットノズル15より
塗布液膜14に沿ってこれを挟むようにガスジェット16が
噴出されている様子を示している。

【００２１】このようにすると、ダイヘッド13から流出
形成された塗布液膜14はガスジェット16により保護され
るので雰囲気空気が多少流動しても塗布液膜14に乱れを
生ぜず、安定した塗布液膜14が維持される。従って、塗
布液膜変動による塗装ムラが防止でき、美麗な塗装が可
能になる。

【００２２】また、図１は塗布液膜14を挟むようにガス
ジェット16を噴出させた例を示しているが、この塗布液
膜14の上下面（前後面）両方のガスジェットの流速を調
整弁等の装置によって上手く調整すれば、図１に示すよ
うに斜め下方からの塗布であっても塗布液膜14の重力に
よる垂れ下がりを防止して該塗布液膜14を被塗工物５に
対し一定の角度で接触させつつ安定な塗布を行うことが
できる。

【００２３】更に、ガスジェット16により塗布液膜14が
保護されて安定化するため被塗工物５とダイヘッド13の
先端との距離を１〜５０mm程度も離すことができるよう
になり、被塗工物が鋼板等の場合でも、従来のエクスト
ゥル−ダのように被塗工物によってダイヘッドが傷付け
られる恐れもなくなる。更に、鋼板継ぎ部通過時にダイ
ヘッドを待避させる必要性もなくなって生産性が向上す
る。

【００２４】加えて、このガスジェット16の速度を調節
すると、塗布液膜14の流下形状をも変更できることが判
明している。これは、塗布液膜14とガスジェット16との
間の圧力がガスジェットの速度により変化するためであ
る。即ち、ガスジェットの速度を増加すると周辺空気の
ガスジェットへの巻き込み量が増加して塗布液膜とガス
ジェットとの間の圧力が低下し、塗布液膜はガスジェッ
トの方へ引き寄せられるのである。従って、塗布液膜上
下（前後）のガスジェットの流速をそれぞれ独立して制
御するようにすれば、塗布液膜を外乱から保護すると同
時に液膜の流出形状をも制御できることになる。

【００２５】なお、本発明に係わる上記手段をエクスト
ゥル−ジョンコ−ティング法に適用した場合、塗布液膜
の“塗布後に表面となる側”のガスジェットの速度を
“被塗工物（鋼板）に接する側”のガスジェットの速度
より大きくすることにより、被塗工物（鋼板）に随走す
る雰囲気空気の塗布膜への巻き込みを防止できるばかり
か、ダイヘッドと被塗工物（鋼板）との距離を離しても
上下（前後）ガスジェットの速度を前記条件内で制御す
れば安定に塗装できることは確認済である。これは、塗
布液膜が上下（前後）のガスジェットにより支持されて
安定化する上、塗布液膜の上方（後方）のガスジェット
が下方（前方）のガスジェットより速度が速いことから
塗布液膜上方（後方）のガスジェットによる動圧が大き
く、塗布液膜を鋼板に押し付ける力が大きくなるためで
ある。従って、この押し付け力によって鋼板に随走する
雰囲気空気が押し出されると共に、上方（後方）ガスジ
ェットの動圧により鋼板に塗布された液膜の表面がなら
されて美麗塗装ができることとなる。

【００２６】一方、図２は本発明の別例に係わる模式的
説明図であり、ガスジェットノズルが一体となったダイ
ヘッド13をセットした場合を示しているが、その作用は
図１に示した“ダイヘッドとガスジェットノズルが別体
となったもの”と実質的に変わるところがない。

【００２７】ところで、図１及び図２にはダイヘッド13
をバックアップロ−ル４に対して斜め下方に配設した場
合の例が示されているが、ダイヘッド13の配設位置がバ
ックアップロ−ル４に対するどの位置であったとしても
前記本発明の高速美麗塗装に係わる効果に変わりはな
い。また、上記各図ではガスジェットを塗布液膜の両側
から噴出させる例を示したが、片側からのみの噴射でも
比較的低速の塗装を行う場合には前記効果を十分に確保
することができる。

【００２８】続いて、本発明の効果を実施例によって更
に具体的に説明する。

【実施例】本発明法と従来法（ロ−ルコ−ティング法，
カ−テンフロ−コ−ティング法，エクストゥル−ジョン
コ−ティング法）とによってポリエチレンフィルムへの
塗料の塗布試験を実施した。なお、乾燥膜厚は塗装方式
及び条件によって異なりはしたが、１５〜２５０μｍの
範囲とされた。

【００２９】なお、「本発明法」としては、図１に示す
ダイヘッドとガスジェットノズルとを組み合わせた装置
を使用する手段を採用した。なお、ダイヘッドスリット
のギャップは１４０μｍ，スリット先端と被塗工物面
（ポリエチレンフィルム面）との距離は３〜１３mm，ガ
スジェットノズルのスリットギャップは 1.8mmに調整さ
れた。

【００３０】一方、従来法のうちの「ロ−ルコ−ティン
グ法」としては、図４に示すリバ−スコ−ティング方式
を採用した。また、従来法のうちの「カ−テンフロ−コ
−ティング法」としては、本発明法の塗布試験で使用し
た装置からガスジェットノズルを取外してダイヘッドの
みをスリットが下になるように設置し、更にヘッドタン
クを接続して塗料を流下させカ−テンを形成できるよう
にした装置を使用する手段を採用した。なお、スリット
ギャップは５２０〜７００μｍ，スリット先端から被塗
工物面（ポリエチレンフィルム面）までの距離は３５０
mmに調整された。更に、従来法のうちの「エクストゥル
−ジョンコ−ティング法」としては、本発明法の塗布試
験で使用した装置をガスジェットノズルの使用なしに適
用する手段を採用した。この時のスリットギャップは２
００μｍ，スリット先端と被塗工物面（ポリエチレンフ
ィルム面）との距離は 0.1〜0.3mmに調整された。

【００３０】これら塗布試験の結果を表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１に示される結果からも明らかなよう
に、従来のロ−ルコ−ティング法では塗料が高粘度にな
ると塗装不可能になり、また低粘度塗料であっても高速
塗装の場合には表面にムラが発生して商品価値が無くな
る。カ−テンフロ−コ−ティング法も高粘度塗料の塗布
は難しく、一方、低粘度高速塗装ではムラが発生しやす
い結果となっている。エクストゥル−ジョンコ−ティン
グ法では、高粘度塗料は美麗に塗装できるものの、低粘
度塗料ではムラが発生しやすい結果となっている。

【００３３】これら従来法と比較して本発明法の場合に
は、高粘度塗料を用いた時に比べると低粘度塗料を用い
た時に僅かに表面美麗さの低下が見られるが、低速から
高速まで安定して美麗な塗装を行えることが確認でき
る。

【００３４】

【効果の総括】以上に説明した如く、この発明によれ
ば、鋼板を始めとした帯状体へ安定した連続作業下で塗
布液を高速かつ均一に塗布することができる塗装手段を
提供することができ、シ−ト状塗装品の生産性及び品質
向上に大きく貢献し得るなど、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】本発明の塗装手段例を示す概念図である。

【図２】本発明の塗装手段に係わる別例を示す概念図で
ある。

【図３】従来のロ−ルコ−ティング法の概念図である。

【図４】従来のロ−ルコ−ティング法に係わる別例を示
す概念図である。

【図５】従来のカ−テンフロ−コ−ティング法の概念図
である。

【図６】従来のエクストゥル−ジョンコ−ティング法の
概念図である。

【符号の説明】

１ ピックアップロ−ル ２ アプリケ−タロ−ル ３ ペイントパン ４ バックアップロ−ル ５ 被塗工物 ６ ヘッドタンク ７ スリット状ノズル ８ 塗布液膜 ９ コンベアベルト 10 被塗工物 11 スリット 12 ダイ 13 ダイヘッド 14 液膜 15 ガスジェットノズル 16 ガスジェット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続して走行する帯状体に該帯状体の幅
   方向へわたって開設されたスリットより塗布液を流出さ
   せて任意の膜厚に塗布する方法において、前記スリット
   から流出する塗布液膜の少なくとも片面に沿うようにガ
   スジェットを噴出させることで、塗布液膜を安定化しな
   がら塗布することを特徴とする塗装方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の塗装方法において、ガ
   スジェットをスリットからの流出塗布液膜を挟むように
   噴出させ、かつこの塗布液膜の両面に沿うガスジェット
   の噴出流速をそれぞれ単独に制御しながら塗布すること
   を特徴とする塗装方法。
3. 【請求項３】 連続して走行する帯状体に該帯状体の幅
   方向へわたって開設されたスリットより塗布液を流出さ
   せて任意の膜厚に塗布する装置において、塗布液を流出
   させるスリットの前後に該スリットに平行なガスジェッ
   ト噴出用スリットを設けると共に、該ガスジェット噴出
   用スリットから噴出されるガスジェットの流速をそれぞ
   れ単独に制御する制御装置を組み込んだことを特徴とす
   る塗装装置。