(57)【要約】  【課題】バックアップロール１とアプリケータロール２がリバース回転する２ロール・リバースコートによるロール塗装でも避けられないロール目の発生がなく、空気同伴に起因する短い線状筋の発生もない、外観が良好な塗膜を安定して形成できるロール塗装方法および装置を提供する。  【解決手段】アプリケータロール２上の塗液に厚さ500 μｍ以下の樹脂フィルム８ (例、表面粗さＲa が１μｍ以下のＰＥＴフィルム) を接触させ、塗液と樹脂フィルムとの接触部を樹脂フィルムを介して10〜2000 g/cm の加圧力で加圧ロール９により加圧する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アプリケータロール上の塗液に厚さ500 μｍ以下の樹脂フィルムを接触させ、塗液と樹脂フィルムとの接触部を樹脂フィルムを介して10 g/cm 以上の加圧力で加圧することを特徴とするロール塗装方法。
【請求項２】
塗液と接触する側の樹脂フィルムの表面粗さがＲa で１μｍ以下である、請求項１に記載のロール塗装方法。
【請求項３】
前記接触部の加圧をロールにより行う、請求項１または２に記載のロール塗装方法。
【請求項４】
塗装される基材が帯状金属であり、アプリケータロールがゴムライニングされている、請求項１〜３のいずれかに記載のロール塗装方法。
【請求項５】
アプリケータロール上の塗液に接触するように配置された厚さ500 μｍ以下の樹脂フィルムと、塗液と樹脂フィルムとの接触部を樹脂フィルムを介して加圧するための手段とを備えることを特徴とする、ロール塗装装置。
【請求項６】
樹脂フィルムの塗液との接触面の表面粗さＲa が１μｍ以下である請求項５に記載のロール塗装装置。
【請求項７】
前記加圧手段がロールである、請求項５または６に記載のロール塗装装置。
【請求項８】
アプリケータロールがゴムライニングされている、帯状金属基材を塗装するための請求項５〜７のいずれかに記載のロール塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にプレコート鋼板といった塗装金属板の製造に利用されているような帯状金属のロール塗装に適した、ロール塗装方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯状基材の連続塗装には、ロールコータと呼ばれるロール塗装装置が従来より使用されている。特に、めっき鋼板やアルミニウム板といった帯状金属基材のロール塗装装置としては、バックアップロール以外に、ピックアップロール（通常は硬質クロムめっきした金属ロール）とアプリケータロール（通常はゴムライニングロール）とを備えた、２ロール方式のロールコータが主流である。
【０００３】
この種のロールコータの概要を図１に示す。塗料パン５中の塗液は、ピックアップロール３に捕捉され、これからアプリケータロール２に移され、さらにバックアップロール１により搬送される帯状金属基材４に移されて、基材４への塗装が行われる。
【０００４】
基材４を搬送するバックアップロール１とアプリケータロール２の回転方向が図示のようにリバース回転である場合をリバースコート、ピックアップロール３とアプリケータロール２の回転方向を図示とは逆方向にして、バックアップロール１とアプリケータロール２の回転方向ががナチュラル回転となる場合をナチュラルコート、と呼んでいる。リバースコートにおいても、ピックアップロール３とアプリケータロール２との間の回転方向はナチュラル回転であるので、２ロール・リバースコートは、より厳密にはナチュラル／リバース回転方式であると言うことができる。
【０００５】
一般に、ナチュラルコートは、「ロール目」或いは「リブ」と呼ばれる縦筋模様が発生し易いので、均一な外観が要求されるプレコート鋼板のような塗装金属板の製造には、リバースコートが採用されるのが普通である。しかし、リバースコートでも、ロール目の発生を防止することは困難で、縦（Ｌ方向）と横（Ｔ方向）の外観が異なるという問題点があった。
【０００６】
その対策として、図２に示すように、塗液掻き取り用のブレード７を備えたミータリングロール６を追加して、バックアップロール１以外に３本のロール (2, 3, 6)を使用し、かつ計３箇所のロール間の回転がすべてリバース回転であるた３ロール・フルリバースコータや、図示しないが、水平方向に搬送される帯状金属基材上に塗料をカーテンのようにローラから落下させるローラーカーテン (カーテンフローコータとも呼ばれる) を用いる方法が実用化されている。
【０００７】
３ロール・フルリバースコータには、新たにミータリングロールの設置が必要であり、ロールの洗浄本数が増加する上、塗料パンのサイズが大きくなって、廃塗料が増加するといった問題点がある。
【０００８】
ローラーカーテンは、自由落下する塗液カーテンの安定性を確保する点で、薄膜塗装が困難という問題がある。
ロール塗装における別の塗装欠陥として、ピックアップロールやアプリケータロールの空気同伴に起因する欠陥があることも知られている。ピックアップロールの空気同伴により、ピックアップ不良を生じて、局所的に塗膜が薄い部分が発生する。また、アプリケータロールの空気同伴が起こると、さざ波と呼ばれる、塗装面全面の不均一な乱れの原因となる。
【０００９】
このような空気同伴を抑制する方法としては、塗装金属板の製造とは異なる分野のロール塗装において、
1) 上流側を大気圧よりも減圧にすることで、空気同伴限界を向上できること、および
2) 上流側の大気を二酸化炭素に置換することで、同伴気体を水系塗料に溶解させ、空気同伴を抑制すること、
が提案されている。
【００１０】
しかし、上流側を減圧化するには、多大な設備費が必要となる。また、上流側を二酸化炭素で充満する方法も、多大な設備費が必要となる上、塗料として一般的である溶剤系塗料には有効ではない。
【非特許文献１】技術情報協会編「コーティング技術」 339〜347 頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、ロール塗装において、簡便かつ安価な手法で、ロール目や空気同伴に起因する塗装欠陥を効果的に抑制することができ、外観が良好な塗膜を形成することができるロール塗装方法および装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
リバースコートの２ロール塗装においてもロール目 (リブ模様) が発生するのは、ピックアップロールとアプリケータロールとの間の回転方向がナチュラル回転であるためである。即ち、ナチュラル回転部である図１中のＡの部位（ピックアップロール３とアプリケータロール２との間) でロール目が発生する。このロール目の発生は、工業的な速度でロールを回転させて液体を分配させる限り、不可避な現象である。
【００１３】
本発明者らは先に、アプリケータロール上の塗液に樹脂フィルムを接触させると、リブ模様を平滑化させてロール目を解消できることを見出した。しかし、アプリケータロールの回転速度が大きくなると、短い（長さ数cmの）線状の筋が多数発生するようになることがわかった。
【００１４】
その原因について検討した結果、樹脂フィルムと塗液が接触する接触部から、アプリケータロールに沿って上流側から同伴される空気が塗液中にランダムに部分的に混入され、それが引っ張られて短い線状の筋 (筋引き) になることが判明した。
【００１５】
この塗液と樹脂フィルムとの接触部をフィルムの上からロール等で軽度に加圧することで、空気同伴が画期的に抑制でき、短い線状筋の発生を防止できることを知見し、本発明に至った。
【００１６】
ここに、本発明は、ロール塗装において、アプリケータロール上の塗液に厚さ500 μｍ以下の樹脂フィルムを接触させ、塗液と樹脂フィルムとの接触部を樹脂フィルムを介して10 g/cm 以上の加圧力で加圧することを特徴とするロール塗装方法である。
【００１７】
本発明はまた、アプリケータロール上の塗液に接触するように配置された厚さ500 μｍ以下の樹脂フィルムと、塗液と樹脂フィルムとの接触部を樹脂フィルムを介して加圧するための手段とを備えることを特徴とする、ロール塗装装置にも関する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、２ロール・リバースコートにより、ロール目や線状の筋がなく、厚みが均一な塗膜を持つ塗装金属板を安定して工業的に製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明をより詳しく説明する。本発明のロール塗装方法および装置は、アプリケータロール上の塗液に樹脂フィルムを接触させ、かつこの接触部をフィルム上から軽度に加圧することに特徴がある。
【００２０】
本発明は、２ロール・リバースコートに適しており、それにより、従来は発生が不可避であったロール目を解消することができる。
しかし、本発明を２ロール・ナチュラルコートに適用した場合にも、ロール目の軽減効果は得られる。また、３ロールコートといった他のロール塗装に対しても、アプリケータロールに樹脂フィルムを接触させ、かつそれを加圧することによって、本発明を適用することができ、やはりロール目および／または同伴空気による筋引きの解消効果が得られる場合がある。従って、本発明のロール塗装の方式は特に制限されるものではない。以下では、２ロール・リバース方式に関して、本発明を説明する。
【００２１】
本発明のロール塗装装置は、図３に示すように、アプリケータロール２上の塗液に接触するように配置された樹脂フィルム８と、樹脂フィルム８とアプリケータロール上の塗液との接触部を加圧する手段として加圧用ロール９を備えている。ロール塗装装置のその他の構成要素、即ち、バックアップロール１、アプリケータロール２、ピックアップロール３、それらの駆動手段、塗料パン５などは、従来のロール塗装装置と同様でよい。
【００２２】
樹脂フィルム８は、図示していないが、一端が適当な治具により支持され、他端が図示のように自由端となっていて、その先端またはその近傍でアプリケータロールと塗液を介して接触する。樹脂フィルムとアプリケータロール上の塗液との接触は、例えば、周方向に少なくとも５mm程度、好ましくは20 mm 以上の長さにわたって起こることが好ましい。従って、樹脂フィルムはアプリケータロールの形状に沿ってやや撓むものが好ましい。
【００２３】
樹脂フィルム８の厚みは、あまり大きすぎると、新たなロール目を形成してしまう。また、フィルムが厚すぎると、ロールによくなじまず、高い平坦性が必要となる。さらに、ロール下流側のフィルム切断面に「かえり」が発生して、これも美麗な塗装を不可能にする要因となる。従って、樹脂フィルムの厚みは500 μｍ以下とし、好ましくは300 μｍ以下が望ましい。但し、フィルムが薄すぎるとシワが発生するので、フィルム厚みは50μｍ以上とすることが好ましい。
【００２４】
樹脂フィルムの材質は、塗液に長時間浸されても溶解や膨潤しないものを選定する。また、アプリケータロールの外周に沿って撓むような、ある程度の可撓性を有するものが好ましい。塗料系によっても異なるが、一般に好ましい樹脂フィルムの材質として、ＰＥＴ (ポリエチレンテレフタート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン) 等が例示される。
【００２５】
樹脂フィルムの表面粗さ (塗液と接触する側の表面の表面粗さ) は、Ｒａで１μｍ以下がよい。表面凹凸が大きすぎると、良好な塗装外観が得られなくなる。また、空気同伴しやすくなり、前述した短い筋が発生する傾向もある。
【００２６】
アプリケータロールに沿った上流側からの空気同伴を抑制するために樹脂フィルムを介して加える加圧力は、10 g/cm 以上とする。加圧力が10 g/cm より小さいと、樹脂フィルムを加圧しない場合と結果にさほどの違いがなく、空気同伴による短い筋引きを抑制することが困難となる。加圧力があまりに大きすぎると、塗液が絞られてしまったり、凝集顔料といった異物の巻き込み時に筋引きを生じてしまう。その意味で、加圧力は2500 g/cm 以下とすることが好ましく、より好ましくは2000 g/cm 以下である。
【００２７】
加圧力は、線状の筋目の発生を防止できるように決めればよく、樹脂フィルムの厚みや、塗液の粘度などの要因に応じて変動させてもよい。一般に、樹脂フィルムの厚みが大きくなるほど、また塗液の粘度が高くなるほど、加圧力を大きくする必要がある。
【００２８】
加圧の方法は、樹脂フィルムをロールの全幅にわたって均一に加圧できる限り、任意の加圧方法を採用できる。好ましい方法は、図３に示すように、加圧ロール９を配置することである。この加圧ロールは無回転で、所定の加圧力を付与できるように適当な治具で支持される。加圧ロールは、金属、プラスチック、セラミックスなど、各種の材質のものでよい。
【００２９】
樹脂フィルムの加圧は、塗液とフィルムとが接触する部分 (接触部) を加圧するように行う。但し、加圧手段 (図示例では加圧ロール９) は、この接触部の直上に必ずしも配置しなくてもよい。接触部に加圧力を及ぼすことができれば、接触部の近傍に加圧手段を配置することも可能である。しかし、加圧箇所が接触部よりもあまりに下流側であると、一端同伴した空気は、少々の圧力をかけても下流側に流れ込むため、線状の筋目が消えずに残存する。
【００３０】
１枚のフィルムだけでは、加圧されたフィルムとの接触による塗膜の平滑化（ロール目等の欠陥がない均一厚みの塗膜の形成）ができない場合には、複数枚のフィルムを用いて塗膜の平滑化を達成してもよい。
【００３１】
塗装基材は特に制限されないが、一般には帯状金属基材である。例えば、冷延鋼帯、ステンレス鋼帯、アルミニウム帯、それらを化成処理したもの、それらをめっきしたもの、それらをめっきおよび化成処理したもの、などが挙げられる。基材には、ロール塗装前にプライマー (下塗り) が一般に施される。この下塗りにも、本発明のロール塗装を適用することができる。
【００３２】
塗装する塗料 (塗液) の種類も特に制限されない。一般には熱硬化性の焼付け型塗料が使用されるが、常温または加熱乾燥により成膜する乾燥型塗料でもよい。また、塗料は水系でも、溶剤系でもよい。塗装厚みは従来のロール塗装と同様でよく、通常は１〜300 μｍの範囲である。
【実施例１】
【００３３】
図１に示すような従来の２ロール・リバースコート塗装装置と、図３に示すような本発明に従った２ロール・リバースコート塗装装置を用いて、基材の上塗り塗装を行った。ピックアップロールはクロムめっき金属ロールであり、アプリケータロールはウレタンゴムライニングロールであった。
【００３４】
塗装基材は、溶融55％Al−Zn合金めっき鋼帯（厚さ0.3 mm) に、下地処理（塗布型クロメートをCr付着量として30 mg/m2）及び日本ファインコーティング製プライマー（NP250)を５μｍ厚で施したものであった。
【００３５】
ロール塗装に用いた上塗り塗料は、日本ファインコーティグ製メタリック塗料（CF501)であり、これを乾燥膜厚みが15〜20μｍとなるように、ピックアップロールとアプリケータロールとのロール間隙および塗料の希釈率を調整した。塗装後の焼付けは、最高到達板温が230 ℃になる条件で熱風乾燥により行った。
【００３６】
全例において、基材鋼帯の通板速度は100 m/min に、ピックアップロールの回転周速度は120 m/min に、アプリケータロールの回転周速度は40 m/minにした。
図３に示した装置に用いた樹脂フィルムは、厚みの異なるＰＥＴフィルムであり、このフィルムとアプリケータロール上の塗液との接触部の直上に配置した加圧ロール (直径50 mm の金属製丸棒) より加えられる加圧力も変化させた。ＰＥＴフィルムは両面とも表面粗さがＲa で0.5 μｍであった。樹脂フィルムとアプリケータロール上の塗液との周方向の接触長さは５〜150 mmの範囲内であった。
【００３７】
ロール塗装した鋼帯の塗装外観を目視観察した結果を表１にＰＥＴフィルムの有無とその厚み、および加圧力と共に、次の表１に示す。表１の外観において、ロール目 (リブ) が見られたものを×、短い線状の筋が見られたものを△、ロール目も筋も見られず、外観が良好であったものを○ (良好))と判定した。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
表１に示すように、ＰＥＴフィルムを設けない従来の２ロール・リバースコートでは、ロール目が発生する。アプリケータロール上の塗液と接触するようにＰＥＴフィルムを設置すると、ロール目の発生は防止できるが、接触部に加圧力を付与しないか、その加圧力が10 g/cm を下回ると、短い線状の筋引きが発生する。
【００４０】
本発明に従って、10 g/cm 以上の加圧力を接触部に付与することにより、筋引きの発生がなく、ロール目もない外観が良好な塗装を行うことができる。しかし、加圧力が高すぎると、異物による筋引きが起こるようになる。ＰＥＴフィルムの厚みが500 μｍより大きくなると、樹脂フィルムそれ自体によるロール目が発生するようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】従来の２ロール・リバースコート方式のロール塗装装置の説明図である。
【図２】従来の３ロール・フルリバースコート方式のロール塗装装置の説明図である。
【図３】本発明に係る２ロール・リバースコート方式のロール塗装装置の説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１：バックアップロール、２：アプリケータロール、３：ピックアップロール、４：帯状金属基材、５：塗料パン、６：ミータリングロール、７：ブレード、８：樹脂フィルム、９：加圧用ロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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