JPH0596219A - 帯状体の連続塗装方法並びにそのための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロ−ルコ−ティング法で発生しがちな筋模様
を抑制しつつ膜厚制御が容易に行える帯状体の連続塗装
手段を確立する。 【構成】 バッキングロ−ル４に沿って走行する被塗装
帯状体に塗布液を予め塗布した可撓性のエンドレスベル
ト11を接触させ、エンドレスベルト面の塗布液を被塗装
帯状体面に転写する。そのため、帯状体の連続塗装装置
を、バッキングロ−ル４に沿って走行する被塗装帯状体
５に接触して塗布液を転写する可撓性エンドレスベルト
11と、そのエンドレスベルト面に塗布液を塗布する塗布
液供給手段(1,2,3) と、前記エンドレスベルトを掛け回
して支持する２本以上の支持ロ−ル12，13，14とを有し
て成り、かつ該支持ロ−ルの少なくとも１本が前記バッ
キングロ−ルに対して位置調整可能とされた構成とする
か、或いは更に、エンドレスベルトとの接触角度の調節
が可能なロ−ルをも配置した構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、帯状体に塗布液を連
続コ−ティングする際に発生しがちな筋模様を抑制し、
帯状体の幅方向及び長さ方向にわたる性状が均一でかつ
美麗な表面状態を呈する塗装膜を安定して形成すること
ができる帯状体の連続塗装方法、並びにそのために使用
する連続塗装装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術とその課題】従来から、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，プラスチック
シ−ト或いは紙等に塗料，接着剤，オイル等の塗布を行
う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，トラ
ンスファ−ロ−ル，メタリングロ−ル，スム−ジングロ
−ル等を介して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−ルを使って任意の膜厚で塗布する手法であるこ
とは言うまでもない。

【０００３】例えば、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に沿って通過する被塗工物
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。なお、図４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の回転方向が逆方向の
“ナチュラルコ−ティング方式”の例である。

【０００４】これに対して、図５は、ロ−ル配置は図４
に示したものと同じであるが、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。なお、前記図４及び図５に示した
ものは何れもピックアップロ−ル１とアプリケ−タ−ロ
−ル２とでは回転方向が互いに逆のナチュラル回転とさ
れているが、これをリバ−ス回転にした塗布方式もあ
る。

【０００５】ここで、ナチュラルコ−ティング方式の場
合は、図４からも明らかなように、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
料等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，ストライエイション或いはロ−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。この筋模様は特に高速塗装を実施した際に著しくな
るが、焼付け・乾燥後にまで残留して表面美観を損ねる
ものである。従って、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】一方、リバ−スコ−ティング方式ではナチ
ュラルコ−ティングにおける如き塗料等の引き裂き現象
が起きることがないので、確かに上述した筋模様は発生
しにくい。しかし、このリバ−スコ−ティング方式の場
合は、塗膜厚制御のため、ピックアップロ−ル１とアプ
リケ−タ−ロ−ル２間は図５で示したようなナチュラル
回転にするか、或いは図６に示すようにピックアップロ
−ル１とアプリケ−タ−ロ−ル２並びにアプリケ−タ−
ロ−ル２とそれに付着した塗料等を平滑化するためのメ
タリングロ−ル６とをリバ−ス回転にする代わりに、ピ
ックアップロ−ル１とメタリングロ−ル６にエッジドク
タ−７及びクリ−ニングドクタ−８を設置しなければな
らなかった。

【０００７】ところが、図５で示したようにピックアッ
プロ−ル１とアプリケ−タ−ロ−ル２相互をナチュラル
回転にすると、このナチュラル回転のピックアップロ−
ル１とアプリケ−タ−ロ−ル２との間で筋模様が発生
し、一方、図６の如くにエッジドクタ−７やクリ−ニン
グドクタ−８を設置すると、“ピックアップロ−ル１と
エッジドクタ−７との間”及び“メタリングロ−ル６と
クリ−ニングドクタ−８との間”で筋模様が発生し、何
れの場合もそこで発生した筋模様が各ロ−ルを介して被
塗工物に転写されてしまうという問題があった。

【０００８】このように、リバ−スコ−ティング方式で
あっても、ナチュラルコ−ティング方式に比べて軽度で
はあるが筋模様の発生を避けることは難しく、そのため
生産性を犠牲にした低速の塗布作業を余儀無くされてい
た。

【０００９】そこで、ロ−ルコ−ティング法で発生しが
ちな上記筋模様の防止対策として、図７で示すような、
特定の表面硬度を有するゴムライニングを備えたピック
アップロ−ル１′面の塗料をアプリケ−タ−ロ−ル２に
転写するトランスファ−ロ−ル９を設けると共に、アプ
リケ−タ−ロ−ル２とトランスファ−ロ−ル９同士並び
にトランスファ−ロ−ル９とピックアップロ−ル１′同
士をナチュラル回転とし、かつ該アプリケ−タ−ロ−ル
２とトランスファ−ロ−ル９相互のロ−ル周速度を制御
する方法（特開昭６３−４８６９号）や、図８で示した
ような、ピックアップロ−ル１に接するアプリケ−タ−
ロ−ル２の、被塗工物５に接する上流側面にドクタ−ロ
−ル10を伴うトランスファ−ロ−ル９を配置し、ピック
アップロ−ル１を除いた何れのロ−ルの回転方向をも同
一に制御する方法（特開昭６３−１４３９６２号）が提
案された。

【００１０】しかしながら、前記特開昭６３−４８６９
号に係わる方法では、ピックアップロ−ル１′とトラン
スファ−ロ−ル９及びトランスファ−ロ−ル９とアプリ
ケ−タ−ロ−ル２が共にナチュラル回転であるため、各
ロ−ル間で発生した筋模様は相互干渉して低減されはす
るものの高速塗布を行うとやはり被塗工物に筋模様の転
写が現われがちであった。

【００１１】また、前記特開昭６３−１４３９６２号に
係わる方法では、ピックアップロ−ル１とアプリケ−タ
−ロ−ル２相互はナチュラル回転であるため、ここで発
生した筋模様はその後のトランスファ−ロ−ル９とアプ
リケ−タ−ロ−ル２のリバ−ス回転で低減されはするも
のの、やはり高速回転になると被塗工物に筋模様が転写
されてしまいがちであった。

【００１２】このように、これまでのロ−ルコ−ティン
グ技術では“筋模様の発生”を避けて通れないことか
ら、この筋模様を抑制しつつ膜厚制御が容易に行える帯
状体の連続コ−ティング法の確立が強く望まれていた。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上述のよう
な観点に立ち、「高速コ−ティングであっても筋模様の
発生を安定して抑制できるロ−ルコ−ティング法」の確
立を目指し研究を進める過程で、ロ−ルコ−ティングに
おける筋模様の発生に関するモデル実験を実施して“ロ
−ル間ニップ出口におけるメニスカス形状”及び“被塗
工物（鋼板）への塗布状況”の観察を行ったところ、次
の1)乃至4)で示したような事実が明らかとなった。

【００１４】1) ニップ出口のメニスカス形状は、ロ−
ルの周速度の増加に伴って (A) 平坦，(B) うねり発生，(C) 小気泡を巻き込み
による不規則突起の発生，(D) 櫛歯状規則的凹凸の発
生，の順に変化する。

【００１５】2) 一方、被塗工物表面の塗膜の状況は、
ロ−ルの周速度の増加に伴い、上記ニップ出口のメニス
カス形状に対応して (a) 平滑均一厚，(b) 幅方向の膜厚分布に僅かにうね
りがあるが、表面は平坦，(c) 不規則不連続に筋模様
が発生するが、よほど注意深く観察しないと見えない，
(d) 規則的（ほぼ一定の間隔）でほぼ連続した筋模様
が発生（この筋模様の間隔はロ−ルの周速度の増加に伴
って狭くなる傾向にある），の順に変化する。

【００１６】3) そして、塗膜焼付け後の表面状態を観
察すると、 (イ) 塗膜状況が前記(a) 及び(b) のものは高鮮映性意
匠鋼板としても十分に通用する品質となる，(ロ) 塗膜
状況が前記(c) のものは、高鮮映性意匠鋼板としては表
面欠陥と判定されるものの、通常のプレコ−ト鋼板とし
て十分な品質となる，(ハ) 塗膜状況が前記(d) のもの
は筋模様が顕著で、商品価値としてはかなり低い評価と
なる，との評価結果が得られる。

【００１７】4) また、塗膜状況が“前記(b) と(c) と
の境界”及び“前記(c) と(d) との境界”に対応するロ
−ルの周速度、即ち“ニップ出口のメニスカスに不規則
凹凸が発生する限界ロ−ル周速度”と“ニップ出口のメ
ニスカスに規則的凹凸が発生する限界ロ−ル周速度”
は、ニップ間隔が同一の場合には塗布液粘度が高いほど
小さくなる傾向にある。即ち、塗布液の粘度が低いほど
筋模様の発生が抑制され、平坦に塗布することが可能な
速度は高くなるので高速美麗化が叶う。なお、図９は
“ニップ出口のメニスカスに規則的凹凸が発生する限界
ロ−ル周速度”に及ぼす塗布液粘度の影響を調査した
“グリセリン水溶液を用いたモデル実験（ニップ間隔は
２００μｍに設定）”の結果を示したものであるが、こ
の図９からも塗布液粘度が低いほど高速美麗化できるこ
とを確認できる。

【００１８】そこで、塗布液粘度を低くする方法につい
て種々検討を行い、次の認識を持つに至った。塗布液粘
度の低減手段として、一般には 「低濃度化」, 「高温化」
或いは 「添加剤の添加」 が考えられる。しかし、低濃度
化を行うと、特に塗料等の場合では有機溶剤の量が多く
なるので同一乾燥膜厚を得るためには塗布時に相応の厚
膜に塗布する必要がある上、焼付け乾燥炉での蒸散溶剤
量が増えて処理費用が嵩む欠点がある。また、添加剤に
よる減粘法では添加剤が高価であるためコストアップを
招き、一方、塗布液を高温化すると溶剤発散を促進する
ので“濃度上昇による塗布液の増粘”及び“作業環境の
悪化”といった問題を引き起こす。

【００１９】このようなことから、本発明者は、低濃度
化，高温化或いは添加剤添加の場合に指摘される上記問
題を伴うことのない“塗布液粘度の低減手段”を見出す
べく更に研究を行った結果、次に示す如き知見が得られ
たのである。

【００２０】即ち、一般に、塗料等の塗布液には、撹拌
等のせん断速度を与えると粘度が低減し、静置すると増
粘する“チキソトロピ−性”がある。例えば、図10に
は、せん断速度付与による“塩化ビニル系塗料の粘度”
の時間変化を測定した結果が示されている。なお、測定
に当っては、前処理として塗料にそれぞれのせん断速度
を１５分間付与した後２〜３秒静置し、これに再度高い
せん断速度を付与しつつコ−ンプレ−ト型回転粘度計に
より測定した。この図10からも、せん断速度を付与する
と増粘したものでも元の粘度に回復することが分かる。
なお、この回復量は、付与したせん断速度が大きいほど
少ない。

【００２１】勿論、ロ−ルコ−ティング時にも塗料（塗
布液）は各ロ−ル間或いはアプリケ−タロ−ルとバック
アップロ−ルで支持された被塗工物（帯状体）間で非常
に大きなせん断速度を受けるので低粘化するが、この場
合には大きなせん断速度を受ける時間は非常に短く、従
ってせん断速度による低粘化は不十分で、塗装の高速美
麗化が達成されるほどの域には至らない。

【００２２】しかるに、アプリケ−タロ−ルの代わりに
可撓性のベルトを用い、該ベルト面に保持した塗料をバ
ックアップロ−ルで支持された被塗工物（帯状体）に転
写するようにすれば塗料を保持した可撓性ベルトと被塗
工物との接触面積を任意に調整できるようになるが、こ
の調整によって前記接触面積を増加させるとコ−ティン
グする塗料が低粘化するに十分なせん断速度の付与がな
され、高速美麗塗装の実現が可能となる。

【００２３】本発明は、上記知見事項等に基づいて完成
されたもので、「バッキングロ−ルに沿って走行する被
塗装帯状体に塗布液を予め塗布した可撓性のエンドレス
ベルトを接触させ、 エンドレスベルト面の塗布液を被塗
装帯状体面に転写することにより、 連続走行する帯状体
への高速美麗塗装を可能とした点」に特徴を有し、更に
は「帯状体の連続塗装装置を、 バッキングロ−ルに沿っ
て走行する被塗装帯状体に接触して塗布液を転写する可
撓性エンドレスベルトと、 該エンドレスベルト面に塗布
液を塗布する塗布液供給手段と、 前記エンドレスベルト
を掛け回して支持する２本以上の支持ロ−ルとを有して
成り、 かつ該支持ロ−ルの少なくとも１本が前記バッキ
ングロ−ルに対して位置調整可能とされた構成とする
か、 或いは、これに加えて更に、 被塗装帯状体と接触す
るロ−ル間部位以外のロ−ル間部位で前記エンドレスベ
ルトに接すると共に、該エンドレスベルトとの接触角度
の調節が可能なロ−ルが配置されて成る構成とすること
により、 連続走行する帯状体への塗布液膜厚の制御や塗
布液表面の平滑化を容易化して高速美麗塗装を可能とし
た点」をも大きな特徴とするものである。なお、上記
“被塗装帯状体と接触するロ−ル間部位以外のロ−ル間
部位で前記エンドレスベルトに接すると共に該エンドレ
スベルトとの接触角度の調節が可能なロ−ル”は、塗布
液供給手段を構成するロ−ルであっても良いし、メタリ
ングロ−ルであっても良く、またベルト張力を調整する
ために格別に配設するロ−ルであっても構わない。これ
によりエンドレスベルトへの塗布液の塗布性も向上す
る。

【００２４】以下、本発明を実施例によりその作用と共
に説明する。

【実施例】図１は本発明に係わる連続塗装方法の１例を
図示したもので、バッキングロ−ル４に沿って走行する
被塗工物である帯状体５に対し、塗布液供給手段（ペイ
ントパン３，ピックアップロ−ル１，アプリケ−タロ−
ル２）により予め塗布液を塗布した可撓性エンドレスベ
ルト11を押し当てて接触させ、これによって可撓性エン
ドレスベルト11面に塗布されていた塗布液を帯状体５に
転写・塗布する様子を示している。なお、図中の符号1
2，13及び14はベルト支持ロ−ルである。

【００２４】この方法によると、バッキングロ−ル４に
沿って走行する帯状体５への可撓性エンドレスベルト11
の接触角度を該エンドレスベルトを掛け回したベルト支
持ロ−ル（例えば13又は14）の位置調整により調節する
ことができ、帯状体５と可撓性エンドレスベルト11との
接触部で塗布液に作用するせん断速度の付与時間を従来
のロ−ルコ−ティングの場合に比べて長く取ることが可
能となる。従って、チキソトロピ−性塗料においては該
部位での十分な粘度低下を図ることができ、塗装の高速
美麗化が可能になる。

【００２５】なお、図１では可撓性エンドレスベルト11
への塗布液の塗布に従来のロ−ルコ−ティング手段を適
用した例を示したが、これに代えて“エクストゥル−ダ
等による押し出しコ−ティング手段”や“カ−テンフロ
−コ−ティング手段”等を用いても良いことは言うまで
もない。また、図１は帯状体５と可撓性エンドレスベル
ト11の走行方向が同方向であるナチュラルコ−ティング
法を示しているが、走行方向が逆になるリバ−スコ−テ
ィングを採用することもできる。

【００２６】ところで、本発明に係わる連続塗装手段で
は、塗膜厚の制御を可撓性エンドレスベルト11の張力制
御により行うことができる。例えば、図２は、可撓性エ
ンドレスベルト11の帯状体５への接触角度調整ロ−ル
（ベルト支持ロ−ル13）と張力調整ロ−ル15とを備えた
本発明に係わる連続塗装装置例を示している。この装置
では、塗布液のチキソトロピ−性に応じてベルト支持ロ
−ル13の位置調整を行い、該塗布液を十分に低粘化でき
る可撓性エンドレスベルト11と帯状体５との接触角度を
設定すると共に、更に張力調整ロ−ル15の位置調整によ
って可撓性エンドレスベルト11の張力を制御して帯状体
５への塗膜厚を調整するようになっている。

【００２７】一方、図３は、可撓性エンドレスベルト11
の“帯状体５と接触するロ−ル間部位（ベルト支持ロ−
ル13と14の間の部位）以外のロ−ル間部位（ベルト支持
ロ−ル14と12の間或いは12と13の間の部位）”に塗布液
供給手段を構成するアプリケ−タロ−ル２を接触させて
成る本発明に係わる連続塗装装置例を示している。この
アプリケ−タロ−ル２も位置調整が可能で、位置調整に
より可撓性エンドレスベルト11との接触角度の調整がな
される。従って、アプリケ−タロ−ル２の位置調整を行
って可撓性エンドレスベルト11との接触角度（接触面
積）を増大させれば、このアプリケ−タロ−ル部位でせ
ん断速度付与時間の増加によるチキソトロピ−性塗布液
の低粘化が起きると共に、接触厚を調整できるので可撓
性エンドレスベルト11への塗布膜厚の制御もなされ、エ
ンドレスベルト面への塗布液付着状況が改善されて結局
は帯状体塗装の高速美麗化効果が一層向上する。

【００２８】必要により、図示した如くにメタリングロ
−ルを配設すれば、付着する塗布液表面の平滑性が向上
して塗装性の更なる改善も可能となる。また、図３では
帯状体５と可撓性エンドレスベルト11の走行方向が同方
向であるナチュラルコ−ティングとなっているが、これ
をリバ−スコ−ティング方式とすることもできる。

【００２９】次に、前記図２及び図３に示した本発明に
係わる装置を用いた本発明法により帯鋼への塗料塗布試
験を行い、前記図５に示した従来のロ−ルコ−ティング
法による場合と比較した結果を示す。なお、この試験で
は、塗料として特にチキソトロピ−性が大きい塩化ビニ
ル系塗料を用い、塗布後は焼付け乾燥し、得られた製品
の品質を比較した。また、塗装後の焼付乾燥炉や冷却装
置については、何れの場合も従来のロ−ルコ−ティング
ラインにおけるものと同一のものを使用した。この結果
を表１に示す。

【００３０】

【００３１】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４０ｍ/min以上の
ライン速度になると筋模様の発生が認められ、５５ｍ/m
in以上では筋模様が著しくて製品とはならなかった。こ
れに対して、本発明法によるとライン速度が８０ｍ/min
になっても殆んど筋模様の発生はなく、９５ｍ/minまで
は製品として十分美麗なものが得られた。

【００３２】

【効果の総括】以上に説明した如く、本発明によれば、
高いラインスピ−ドの下でも筋模様を殆ど発生すること
のない帯状体の連続塗装手段を提供することができ、従
来のロ−ルコ−ティング法に代わって塗装鋼板等の生産
性及び品質向上に大きく寄与し得るなど、産業上極めて
有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる連続塗装方法の１例を示した説
明図である。

【図２】本発明に係わる連続塗装装置例の説明図であ
る。

【図３】本発明に係わる連続塗装装置の別例に関する説
明図である。

【図４】従来のロ−ルコ−ティング方法を説明した概念
図である。

【図５】従来のロ−ルコ−ティング方法の別例を説明し
た概念図である。

【図６】従来のロ−ルコ−ティング方法の更なる別例を
説明した概念図である。

【図７】従来のロ−ルコ−ティング方法の別例を説明し
た概念図である。

【図８】従来のロ−ルコ−ティング方法の別例を説明し
た概念図である。

【図９】規則的凹凸が発生する限界ロ−ル周速度に及ぼ
す塗布液粘度の影響に関する調査結果を示したグラフで
ある。

【図１０】せん断速度付与による「塩化ビニル系塗料の
粘度」の時間変化を示したグラフである。

【符号の説明】

１ ピックアップロ−ル 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（帯状体） ６ メタリングロ−ル ７ エッジドクタ− ８ クリ−ニングドクタ− ９ トランスファ−ロ−ル 10 ドクタ−ロ−ル 11 可撓性エンドレスベルト 12 ベルト支持ロ−ル 13 ベルト支持ロ−ル 14 ベルト支持ロ−ル 15 張力調整ロ−ル 16 メタリングロ−ル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続走行する帯状体に塗布液を任意の膜
   厚で連続的に塗布する塗装方法であって、バッキングロ
   −ルに沿って走行する被塗装帯状体に塗布液を予め塗布
   した可撓性のエンドレスベルトを接触させ、エンドレス
   ベルト面の塗布液を被塗装帯状体面に転写することを特
   徴とする、帯状体の連続塗装方法。
2. 【請求項２】 バッキングロ−ルに沿って走行する被塗
   装帯状体に接触して塗布液を転写する可撓性エンドレス
   ベルトと、該エンドレスベルト面に塗布液を塗布する塗
   布液供給手段と、前記エンドレスベルトを掛け回して支
   持する２本以上の支持ロ−ルとを有して成り、かつ該支
   持ロ−ルの少なくとも１本が前記バッキングロ−ルに対
   して位置調整可能とされていることを特徴とする、帯状
   体の連続塗装装置。
3. 【請求項３】 更に、被塗装帯状体と接触するロ−ル間
   部位以外のロ−ル間部位で前記エンドレスベルトに接す
   ると共に、該エンドレスベルトとの接触角度の調節が可
   能なロ−ルが配置されて成る、請求項２に記載の帯状体
   の連続塗装装置。
4. 【請求項４】 被塗装帯状体と接触するロ−ル間部位以
   外のロ−ル間部位で前記エンドレスベルトに接すると共
   に該エンドレスベルトとの接触角度の調節が可能なロ−
   ルが、塗布液供給手段を構成するロ−ルであることを特
   徴とする、請求項３に記載の帯状体の連続塗装装置。