JPH05154442A - 帯状材への連続塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 帯状材の連続塗装において、ロ−ル目等の塗
膜凹凸欠陥のない平滑な塗膜面を安定して実現できる簡
易な塗装手段を確立する。 【構成】 帯状材の連続塗装に際し、帯状材面に塗布さ
れた硬化前の塗膜（ウェット状の塗膜）にノズルからの
噴射気体を衝突させて塗膜表面近傍に圧力勾配を発生さ
せ、これによりレベリング効果を促進する。更に、前記
“ノズルから噴射する気体”の温度及び噴射圧の何れか
又は両者を制御することによりレベリング速度を一層向
上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、平滑な塗装面を得る
ための帯状材への連続塗装方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術とその課題】従来、鋼板等の如き帯状材に塗
布液を連続的に塗布する手段としてロ−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（ダイコ−ティング，スリットコ−
ティング，ファウンテンコ−ティ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）等が開発されて
いるが、特にロ−ルコ−ティング法の歴史は古く、現在
の主流技術となっていてこれに関する提案も極めて数が
多い。

【０００３】例えば、図７はロ−ルコ−ティング法で使
用されるロ−ルコ−タの代表例に係る模式図であり、塗
料パン１に収容された塗料２に一部が浸漬される状態で
ピックアップロ−ル３が配置され、更にピックアップロ
−ル３の“塗料２から出て上方へ回動するロ−ル周面部
分”にメ−タリングロ−ル４が、またこのメ−タリング
ロ−ル４とはピックアップロ−ル周方向へ所定の間隔を
隔ててアプリケ−タロ−ル５がそれぞれ僅かな間隔を隔
てた状態又は押し付けられた状態で対向配置せしめられ
たものを示している。なお、前記アプリケ−タロ−ル５
は、バックアップロ−ル６に巻き掛けられて移送される
帯状材７の表面に転接するように配設されている。

【０００４】さて、上記ロ−ルコ−タによる帯状材への
塗装は次のようになされる。即ち、塗料パン１内の塗料
２を周囲に付着したピックアップロ−ル３は途中でメ−
タリングロ−ル４によって付着塗料量を調節された後、
残りの付着塗料をアプリケ−タロ−ル５に転写する。続
いて、塗料を転写・付着せしめられたアプリケ−タロ−
ル５は、バックアップロ−ル６に巻き掛けられて移送さ
れる帯状材７の表面に付着塗料を転写・塗着する。その
後、帯状材７は乾燥炉へ移送され付着塗料の硬化がなさ
れる。

【０００５】しかしながら、このようなロ−ルコ−ティ
ング法では、帯状材の進行方向に沿って塗装面に図８で
示したような“ロ−ル目”と称される畝状の凹凸が発生
しがちであった。このロ−ル目はロ−ルコ−タを構成す
る各ロ−ル間における塗料の流動不安定に起因したもの
であるが、乾燥炉通過後も残留して塗膜表面上に重大な
欠陥を残すため、その防止策の開発が緊急の課題となっ
ている。

【０００６】もっとも、上記“ロ−ル目”の如き塗膜面
の凹凸欠陥はロ−ルコ−ティング法の場合に限られるも
のではなく、前述したその他の塗装方式においても塗料
流動の不安定に起因した類似の欠陥が現れがちであるこ
とが問題となっている。

【０００７】ただ、ロ−ルコ−ティング法に限って見る
と、最近、この“ロ−ル目”の発生防止策として有望と
思われる幾つかの提案も見受けられる。例えば、特開昭
６３−１４３９６２号として、ロ−ルコ−タ構造に工夫
を凝らし、図９で示したようにアプリケ−タロ−ル５に
所要間隙を置いてトランスファ−ロ−ル８を近接配置す
ると共に、このトランスファ−ロ−ル８には所要間隙を
置いてドクタ−ロ−ル９を近接配置し、更にドクタ−ロ
−ル９に刃先が接するブレ−ド10を備えて成る如くに構
成したものが提案されている。そして、このロ−ルコ−
タでは、ピックアップロ−ル３以外の３本のロ−ルとバ
ックアップロ−ル６の回転方向は何れも同一方向とされ
ている。

【０００８】つまり、上記提案になるロ−ルコ−タは、
ピックアップロ−ル３以外の３本のロ−ルとバックアッ
プロ−ル６を同一方向に回転させることによって、ロ−
ル間での塗料流動の不安定現象を防止すると同時に、ア
プリケ−タロ−ル５にはピックアップロ−ル３とトラン
スファ−ロ−ル８から塗料を二重に供給させて塗料の付
着ムラを防ぎ、均一塗装を行うことを目指したものであ
る。

【０００９】しかし、ロ−ルが同一方向に回転するリバ
−スコ−ティングでは一般に塗膜厚の調整が困難であ
り、またロ−ルの本数が多い場合には操業条件の設定が
煩雑とならざるを得ないことから、上記提案は実際上十
分に満足できるものとは言えなかった。

【００１０】また、特開昭６３−１４３９６１号として
もロ−ル目の防止に係るロ−ルコ−タの提案が見られ
る。この提案では、図10に示した如く、“流下する塗料
流をアプリケ−タロ−ルに案内するためのブレ−ド10”
を下端がアプリケ−タロ−ル５面に近接するように配す
ると共に、ブレ−ド10の上端に接触させてトランスファ
−ロ−ル８を配置し、更にこのトランスファ−ロ−ル８
に所要の間隙を置いてこれと同方向に回転するドクタ−
ロ−ル９を近接配置したロ−ルコ−タ構造が開示されて
おり、これによってロ−ル間での塗料流動の不安定現象
を抑え均一塗装を行おうと図っている。

【００１１】しかし、この手段も、前記特開昭６３−１
４３９６２号に係る提案の場合と同様に塗膜厚の制御が
困難である上、塗料がブレ−ド面を流下するため高粘度
塗料の塗装は不可能であるとの問題を有していることか
ら、やはり十分に満足できるものではなかった。

【００１２】このようなことから、本発明が目的とした
のは、帯状材の連続塗装において、ロ−ル目等の塗膜凹
凸欠陥のない平滑な塗膜面を安定して実現できる簡易な
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】本発明は、上記目的を達
成すべく数多くの実験を繰り返しながら行われた本発明
者による研究結果等を基にして完成さたものであり、
「帯状材の連続塗装に際し、 帯状材面に塗布された硬化
前の塗膜（ウェット状の塗膜）にノズルからの噴射気体
を衝突させて塗膜表面近傍に圧力勾配を発生させ、 これ
によりレベリング効果を促進し平滑な塗膜面を安定確保
できるようにした点」に大きな特徴を有し、更には「前
記“ノズルから噴射する気体”の温度及び噴射圧の何れ
か又は両者を制御することによりレベリング速度を向上
させ、 平滑塗膜面の確保をより確実化ならしめた点」を
も特徴とするものである。

【００１４】ここで、塗膜のレベリングのために噴射す
る気体は特に指定されるものではなく、空気等の安価な
ものでも十分である。そして、レベリング効果は上記気
体の噴射圧に影響を受け、塗膜に凹みが生じない範囲で
噴射圧を大きくするとレベリング効果の向上に好結果が
得られる。また、一般に塗料として用いられている樹脂
は温度上昇につれて粘度が低下する傾向を有しており、
従って加熱した気体をノズルから噴射することによって
塗布された塗料を昇温させることもレベリング効果を大
きくする上で好ましい。

【００１５】更に、レベリングのために塗膜面へ衝突さ
せた気体は、衝突後に回収して循環させるのが望まし
い。なぜなら、硬化前の塗膜面へ衝突させた気体には塗
料溶剤が混入するが、これを回収して循環させることに
より塗料溶剤が大気中に逸散するのを効果的に防止する
ことができ、環境上の問題を起こすことが防げる。しか
も、加熱気体を用いる場合には省エネルギ−効果が増す
上、不活性ガス等を適用する場合はガスの原単位が抑制
される。

【００１６】そして、塗膜のレベリングのために噴射す
る気体を回収・循環させるには、スリット状ノズルをス
リット状の排気孔で挟んだ気体噴射装置を用いるのが効
果的である。

【００１７】以下、図面に基づいて本発明をその作用と
共に詳述する。

【作用】図１は、本発明法を実施するのに好適な「スリ
ット状ノズルをスリット状の排気孔で挟んだ気体噴射装
置（レベリング装置）」の要部（ノズル部）模式図であ
って、スリット状の気体噴出部11を両側から挟むように
スリット状の吸気孔12が併設されており、この吸気孔12
は噴出気体が大気中に放散されないように設けられた整
流板13によって画定されている。

【００１８】このノズル部は、帯状材の連続塗装処理に
際し、適切な間隙を隔てて“塗装された帯状材７上の硬
化前の塗膜14”面に対向配置される。

【００１９】なお、図１で例示した気体噴射装置は、図
２に示す噴射気体の循環系を備えたものである。即ち、
ノズル部で噴出・回収された気体の一部はポンプ15を介
して溶剤処理装置16を通り、ここで混入した塗料溶剤を
除去されて大気中に排気される。残りの回収気体は循環
気体ポンプ17で循環系に取り込まれ、ポンプ18にて取り
込まれた“塗料溶剤を含まない気体”と混合され、必要
により加熱装置19によって適切な温度に加熱された後、
加圧ポンプ20によって再びノズル部へ送り込まれる。

【００２０】さて、上記構成に成る気体噴射装置（レベ
リング装置）等によって“適切圧に加圧された気体”を
硬化前（ウェット状）の塗膜に吹き付けて衝突させる
と、塗膜面に凹凸がある場合には塗膜表面近傍でそれに
応じた噴射ガスの圧力分布が発生し、これにより塗膜の
レベリングが促進される。

【００２１】つまり、前記図１に示した気体噴射装置を
例に取ると、その気体噴出部から噴射された気体は図３
に示すような流れとなり、塗膜14表面の凸部で高い圧力
を発生させ、凹部では圧力が低下する。このような圧力
勾配が生じるため、塗膜凸部の塗料は凹部へと押し流さ
れる現象が起きる。このため、塗膜のレベリングが促進
されてロ−ル目等の凹凸が残留しない平滑な塗膜面が実
現されやすくなる訳である。

【００２２】ここで、ノズル部へ送る気体を加熱するこ
とにより硬化前の塗膜温度を上昇させた場合には、塗料
粘度が低下してレベリングが促進され平滑化の効果が大
きくなることは前述した通りである。

【００２３】続いて、実施例により本発明の効果を更に
具体的に説明する。

【実施例】

〔実施例１〕本実施例では、ロ−ルコ−ティングにより
１０００mm幅の帯状材（帯鋼板）に粘度が５００cp、表
面張力が３４dyn/cmの塗料を平均膜厚４０μｍで塗布し
た際に発生したロ−ル目（塗膜表面の凹凸欠陥）に対し
て、本発明に係る塗膜レベリング法を適用した。なお、
上記ロ−ルコ−ティングの際に発生したロ−ル目は、凹
凸の周期が 1.2〜 1.5mm、凹凸の振幅は３０〜５０μｍ
であった。

【００２４】そして、塗膜レベリングのためには図１に
示したタイプの気体噴射装置（ノズル部幅：１１００m
m）を使用し、図４に示した如く、これをノズルスリッ
トが帯状材７の進行方向に沿ってできたロ−ル目を直角
に横切るように設置した。なお、使用した気体噴射装置
のノズル部断面は図５に示す形状・寸法のものであっ
た。

【００２５】上記気体噴射装置によって、６０ｍ/minの
速度で移動するロ−ルコ−ティング直後の帯状材の塗膜
面に動作気体として用いた空気を表１に示す条件で噴射
し、塗膜のレベリング試験を行った。

【００２６】そして、気体噴射装置を通過後、乾燥炉に
入って塗膜が硬化した後の塗膜表面形状を測定し、その
凹凸の振幅によってレベリング効果を評価した。この結
果を表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１に示される結果からも、本発明法によ
ると、気体噴射によるレベリング策を施さない従来法
（表１のノズル未使用例）に比して著しい塗膜面の平滑
性向上効果が得られることは明らかである。

【００２９】〔実施例２〕実施例１におけると同様条件
でロ−ルコ−ティングを行った直後の帯状材に、動作気
体（噴射気体）たる循環空気を加熱した以外は実施例１
と同様条件で塗膜のレベリング試験を行った。ただ、こ
の際、気体噴射装置のノズル先端での気体流速は１０ｍ
/s、またノズル先端と塗膜表面との間隔は１０mmと、そ
れぞれ一定に設定し、噴射空気の温度を制御してレベリ
ングを行った。

【００３０】なお、ここで用いた塗料の“温度−粘度特
性”を図６に示したが、温度の上昇と共に粘度は低下す
る傾向を示し、塗料温度を制御することによって粘度を
常温時の1/3 〜1/5 に下げることが可能なものであっ
た。

【００３１】そして、気体噴射装置を通過後、乾燥炉に
入って塗膜が硬化した後の塗膜表面形状を測定し、その
凹凸の周期によってレベリング効果を評価した。この結
果を表２に示す。

【００３２】

【表２】

【００３３】表２に示される結果からも、塗料の粘度低
下が最も著しい温度（図６参照）の空気を噴射した試験
番号14では、特にレベリング効果の大きいことが分か
る。

【００３４】また、表２には、上記気体噴射装置（レベ
リングノズル）を２ケ所に設置した場合の結果も示した
が、この結果は、レベリングノズルを２ケ所に設置する
ことはノズルからの気体温度が低い時のレベリング効果
向上に有効であることを示唆するものであった。

【００３５】

【効果の総括】以上に説明した如く、この本発明によれ
ば、帯状材の連続塗装工程で発生する塗膜表面の凹凸が
簡単・確実に除去され、平滑な塗膜面を安定して確保す
る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】本発明法を実施するのに好適な気体噴射装置
（レベリング装置）の要部（ノズル部）模式図である。

【図２】図１に例示した気体噴射装置における噴射気体
の循環系に係る説明図である。

【図３】図１に例示した気体噴射装置のノズル部におけ
る気体の流動状況に係る説明図である。

【図４】実施例での気体噴射装置の配置状態を示す説明
図である。

【図５】実施例にて使用した気体噴射装置のノズル部断
面に係る形状・寸法説明図である。

【図６】実施例で使用した塗料の“温度−粘度特性”を
示すグラフである。

【図７】ロ−ルコ−ティング法にて使用されるロ−ルコ
−タの代表例に係る模式図である。

【図８】ロ−ルコ−ティングで塗膜表面に発生した凹凸
（ロ−ル目）の説明図である。

【図９】従来提案されたロ−ルコ−タの説明図である。

【図１０】従来提案されたロ−ルコ−タの別例に係る説
明図である。

【符号の説明】

１ 塗料パン ２ 塗料 ３ ピックアップロ−ル ４ メ−タリングロ−ル ５ アプリケ−タロ−ル ６ バックアップロ−ル ７ 帯状材 ８ トランスファ−ロ−ル ９ ドクタ−ロ−ル 10 ブレ−ド 11 気体噴出部 12 吸気孔 13 整流板 14 塗膜 15 ポンプ 16 溶剤処理装置 17 循環気体ポンプ 18 ポンプ 19 加熱装置 20 加圧ポンプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯状材の連続塗装に際し、帯状材面に塗
   布された硬化前の塗膜にノズルからの噴射気体を衝突さ
   せて塗膜表面近傍に圧力勾配を発生させ、これによって
   レベリング効果を促進することを特徴とする、帯状材へ
   の連続塗装方法。
2. 【請求項２】 ノズルから噴出する気体の温度及び噴射
   圧の何れか又は両者を制御することによりレベリング速
   度を向上させることを特徴とする、請求項１に記載の帯
   状材への連続塗装方法。