(57)【要約】【課題】耐食性などの点から求められる乾燥後の付着量の範囲となるように調整しつつ塗布欠陥の発生を抑制可能な連続塗布処理方法及び連続塗布処理設備を提供する。【解決手段】コーターパン３内の塗料２を、アプリケーターロール６を使用して、連続的に搬送されてくる被塗装体１の表面へ転写により付着して塗布を行う。このとき、乾燥後の付着量Ｄｄが目標乾燥付着量の範囲内となると共に、被塗装体１表面に塗布した塗料の乾燥前の付着量が予め設定した目標乾燥前付着量の範囲内となるように付着する塗布量を調整する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料収容部内の塗料をアプリケーターロールを使用して、連続的に搬送されてくる被塗装体の表面へ転写により付着して塗布を行うと共に、その被塗装体表面に塗布した塗料の乾燥後の付着量が目標乾燥付着量の範囲内となるように付着する塗布量を調整する連続塗布処理方法において、
上記乾燥後の付着量が目標乾燥付着量の範囲内となると共に、被塗装体表面に塗布した塗料の乾燥前の付着量が予め設定した目標乾燥前付着量の範囲内となるように付着する塗布量を調整することを特徴とする連続塗布処理方法。
【請求項２】
塗布収容部内の塗料をアプリケーターロールに転写し、そのアプリケーターロールに転写した塗料を、連続して搬送されてくる被塗装体の表面へ転写することにより、当該被塗装体に塗料を付着させて塗布を行う連続塗布処理設備において、
上記被塗装体表面に塗布した塗料の乾燥後の付着量を検出する乾燥付着量検出手段と、上記被塗装体表面に塗布した塗料の乾燥前の付着量を検出するウエット付着量検出手段と、
乾燥付着量検出手段及びウエット付着量検出手段の検出情報に基づき、乾燥後の付着量が所定の目標乾燥付着量の範囲内となり且つ乾燥前の付着量が目標乾燥前付着量の範囲内となるように、塗料のアプリケーターロールへの転写量、アプリケーターロールの周速、アプリケーターロールと被塗装体との間隙、塗料の濃度の少なくとも１つを調整する調整手段と、を備えることを特徴とする連続塗布処理設備。
【請求項３】
上記ウエット付着量検出手段は、乾燥付着量検出手段が検出した乾燥後の付着量と、塗料の濃度とから、乾燥前の付着量を求めることを特徴とする請求項２に記載した連続塗布処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続して搬送されてくる被塗装体の表面に対し、アプリケーターロールを使用して塗布処理を行う連続塗布処理方法及び連続塗布処理設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、連続して搬送されてくる鋼板などの被メッキ体の表面に対し、耐食性、加工性、美観性、絶縁性等の性能を付与するために各種の塗膜を形成する連続塗布処理を行っている。この処理方法としては、例えば特許文献１や特許文献２に記載のように、アプリケーターロールに転写した塗料を被メッキ体に転写して塗布するロールコーターが一般的に用いられており、ロールを２本用いる２ロールコーター、あるいは３本のロールを用いる３ロールコーターが広く使用されている。特に、３ロールコーターは塗布膜厚の制御性に優れることと、表面外観が比較的美麗であることから、主流のコーティング方式になっている。
【０００３】
この方式は、一般には、塗料が満たされているコーターパンより塗料をくみ上げるピックアップロールとピックアップロールによりくみ上げられた塗料量を調整するミタリングロールと、調整された塗料量をピックアップロールから鋼板に転写するアプリケーターロールにより構成されている。各ロールの回転方向は、ロール間の近接点、あるいは接触点において同方向に回転するナチュラル回転の場合と逆方向に回転するリバース回転の場合があるが、一般的にはリバース回転の方が比較的平滑な塗膜面が得られやすいということからリバース回転にする場合が多い。また、アプリケーターロールは鋼板面に傷を付けないように鋼ロールにゴムをライニングしたゴムロールを用いている。
【０００４】
比較的粘度の低い塗料の場合、ピックアップロールとミタリングロール間をすり抜ける液量が少なくなるため、ピックアップロールにはロール表面に溝加工が施されたグラビアロールが用いられる。グラビアパターンには、斜線状のＶ溝パターンや四角錐の頂点が溝の谷となるようなパターン等があるが、グラビアパターンの種類、溝サイズは塗料の種類、必要とする付着量に応じて適宜決められる。
【０００５】
付着量を決める因子としては、ロール周速の他、ロール間のニップ圧、ロールギャップ、塗料の濃度がある。これらのうち、ロール周速、ロール間のニップ圧、ギャップは操業条件として常時計測できるが、塗料の濃度は、通常は、塗布開始前に計測した後は、定期的に塗料をサンプリングし手測定して、塗料の濃度が管理範囲を外れる場合は適宜調整を行っている。
【０００６】
また、塗布した塗料の乾燥後の膜厚（付着量相当）はロールコーターの下流側に設置された膜厚計により計測され、フィードバック制御により目標範囲内の乾燥後の膜厚になるように、上述の付着量を決める因子、すなわちロール周速等を調整している。
【特許文献１】特開２００５−１６９３１７号公報
【特許文献２】特開平１０−２４９２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、単に乾燥後の塗料の膜厚が目標範囲内となっていても塗布欠陥により外観ＮＧになる場合がある。
なお、特許文献２の技術においてウエット膜厚を調整しているが、これは乾燥後の膜厚の範囲を精度良く調整するためのものであって、本願発明とは目的が異なる。
本発明は、そのような点に着目してなされたものであり、耐食性などの点から求められる乾燥後の付着量の範囲となるように調整しつつ塗布欠陥の発生を抑制可能な連続塗布処理方法及び連続塗布処理設備を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者が鋭意検討した結果、耐食性などから設定される乾燥後の塗料の付着量（膜厚など）とは別に、乾燥前のウエットな状態の塗料の付着量（膜厚など）を所定範囲に抑える事で塗布外観の欠陥を抑えることができることの知見を得た。特に、塗布直後のウエット付着量が増大すると、塗布外観が悪くなる場合が多い。このような知見に基づき発明をしたものである。
【０００９】
そして、上記のような課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、塗料収容部内の塗料をアプリケーターロールを使用して、連続的に搬送されてくる被塗装体の表面へ転写により付着して塗布を行うと共に、その被塗装体表面に塗布した塗料の乾燥後の付着量が目標乾燥付着量の範囲内となるように付着する塗布量を調整する連続塗布処理方法において、
上記乾燥後の付着量が目標乾燥付着量の範囲内となると共に、被塗装体表面に塗布した塗料の乾燥前の付着量が予め設定した目標乾燥前付着量の範囲内となるように付着する塗布量を調整することを特徴とする連続塗布処理方法を提供するものである。
塗布量の調整は、上述のような公知の付着量を決める因子を調整すればよい。
【００１０】
また、請求項２に記載した発明は、塗布収容部内の塗料をアプリケーターロールに転写し、そのアプリケーターロールに転写した塗料を、連続して搬送されてくる被塗装体の表面へ転写することにより、当該被塗装体に塗料を付着させて塗布を行う連続塗布処理設備において、
上記被塗装体表面に塗布した塗料の乾燥後の付着量を検出する乾燥付着量検出手段と、上記被塗装体表面に塗布した塗料の乾燥前の付着量を検出するウエット付着量検出手段と、
乾燥付着量検出手段及びウエット付着量検出手段の検出情報に基づき、乾燥後の付着量が所定の目標乾燥付着量の範囲内となり且つ乾燥前の付着量が目標乾燥前付着量の範囲内となるように、塗料のアプリケーターロールへの転写量、アプリケーターロールの周速、アプリケーターロールと被塗装体との間隙、塗料の濃度の少なくとも１つを調整する調整手段と、を備えることを特徴とするものである。
【００１１】
次に、請求項３に記載した発明は、請求項２に記載した構成に対し、上記ウエット付着量検出手段は、乾燥付着量検出手段が検出した乾燥後の付着量と、塗料の濃度とから、乾燥前の付着量を求めることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１又は請求項２に係る発明によれば、常に安定した所望の付着量と良好な塗布外観を得ることが可能となる。
また、請求項３に係る発明によれば、乾燥前の付着量を現実に検出でき、且つ乾燥後の付着量に対応した乾燥前のウエット状態での付着量を求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態における連続塗布処理設備の一例を示す概要構成図である。
（構成）
まず構成を説明すると、図１に示すように、連続して通板される被塗装体１の表面に対してロールコーターで塗布するものである。図１では、被塗装体１の片面だけに塗布する場合を例示しているが、両面に塗布する構成であっても良い。
【００１４】
そのロールコーターは、塗料２を収容した塗料２収容部であるコーターパン３から塗料２をピックアップするピックアップロール４と、ピックアップロール４上の塗料２の液量を調整するミタリングロール５と、調整されたピックアップロール４上の塗料２を被塗装体１表面に転写するアプリケーターロール６とを備える。符号７は、ミタリングロール上の塗料２を掻き取るためのブレードを示している。
ここで、本実施形態では、各ロール４〜６の回転方向は、各ロール４〜６間、あるいはアプリケーターロール６と被塗装体１間において互いに逆方向である。また、被塗装体１が鋼板等の金属板の場合は、アプリケーターロール６はゴムがライニングされたゴムロールを用いると良い。またピックアップロール４はロール表面に溝加工されたグラビアロールを用いると良い。
【００１５】
また、図１では、被塗装体１がバックアップロール８に巻きついた状態で塗布される場合を図示しているが、被塗装体１を挟んで両面にロールコーターが配置されているバックアップロール８を必要としない両面同時塗布処理を行うようになっていても良い。また、被塗装体１の通板方向は水平パスでも垂直パスでも何れでもよい。また、図１では３ロールコーター式を図示しているが、２ロールコーター式であっても良いし、場合によっては、１ロールコーター式であっても良い。
【００１６】
また、上記コーターパン３内と塗料２を収容した供給タンク１２内とは、コーターパン３からの余剰の塗料２を供給タンク１２内に戻す戻り路２０と、供給タンク１２内に塗料２をコーターパン３に供給する供給路２１とからなる循環系で接続されて塗料２が循環可能となっていて、コーターパン３内の塗料２の液面高さの調整や濃度調整などが可能となっている。符号１３は、戻り路に介装されたポンプであって、供給タンク１２内の塗料２をコーターパン３に向けて圧送する。
また、符号１７は希釈液１６を収容した希釈タンクであって、その希釈タンク１７内の希釈液１６を適宜、供給タンク１２に供給することで供給タンク１２内の塗料２の濃度を調整可能となっている。符号１８は、希釈液１６を供給タンク１２に圧送するためのポンプである。
【００１７】
また、ロールコーター３の下流側には、被塗装体１に付着した塗料２を乾燥、焼付けさせるオーブン９、および加熱後の被塗装体１を冷却する冷却帯１０が設置されている。
また、上記冷却帯１０の下流には、被塗装体１表面に付着している乾燥後の塗料２の付着量を検出する付着量計１１が設定されている。その付着量計１１は、検出した付着量を付着量制御部１５に出力する。この付着量計１１は、たとえば赤外線付着量計などからなって、乾燥付着量検出手段を構成する。
【００１８】
また、本実施形態では、コーターパン３内の塗料２の濃度を検出するための濃度計１４を備え、その濃度計１４は、検出した濃度情報を付着量制御部１５に出力する。図１では、循環経路に濃度計１４を配置した場合を例示しているが、勿論、コーターパン３内の塗料２の濃度を直接に検出しても良い。なお、塗料２の濃度を測定する濃度計１４としては、直接、物質量を測定しても良く、また濃度変化に応じた変化が大きい物性値等を利用しても良い。例えば、屈折計、粘度計、比重計、分光光度計などが利用でき、塗料２の種類によって適した測定器を選択すればよい。また、これらの測定値と塗料２の濃度の関係は、予め校正しておけばよく、特に限定されるものではない。
【００１９】
上記付着量制御部１５は、図２に示すように、ウエット付着量判定部１５Ａと、付着量調整部１５Ｂとを備える。
ウエット付着量判定部１５Ａは、取得した乾燥後の付着量Ｄｄ及び塗料２の濃度Ｃに基づき、乾燥前の付着量であるウエット付着量Ｄｗを求める。ウエット付着量判定部１５Ａはウエット付着量検出手段を構成する。
例えば、乾燥後の付着量Ｄｄおよびウエット付着量Ｄｗとして、膜厚を選択した場合には、例えば下記式によって乾燥後の付着量Ｄｄからウエット付着量Ｄｗを求める。
Ｄｗ  ＝  Ｄｄ  ÷  Ｃ  ×Ｋ１
ここで、Ｋ１は塗料２の比重に応じた比例係数である。
また、単位面積当たりの塗料２の付着質量を使用しても良い。この場合には、比重による補正は不要である。
【００２０】
付着量調整部１５Ｂには、予め、乾燥付着量Ｄｄの目標乾燥付着量範囲（目標乾燥付着量の範囲）及びウエット付着量Ｄｗの目標ウエット付着量範囲（目標乾燥前付着量の範囲）が入力される。
ここで、目標乾燥付着量範囲の上下限値は、対象とする被塗装体１で要求される耐食性、加工性、絶縁性の観点から設定される。一方、目標ウエット付着量範囲の上下限値は、上記目標乾燥付着量とは関係なく、実験や経験値から求められる値であって、塗布欠陥が発生しない良好な塗布外観を得るのに必要なウエット状態での付着量の範囲で設定される。
【００２１】
そして、付着量調整部１５Ｂは、取得した乾燥付着量Ｄｄが目標乾燥付着量範囲内に収まる付着量となると共に、算出したウエット付着量Ｄｗが目標ウエット付着量範囲内に収まる付着量となるように、ロール周速、あるいはロール間ニップ圧、あるいはロール間ギャップ、若しくは塗料２の濃度を調整することで、付着する塗布量が調整される。
【００２２】
付着量調整部１５Ｂの制御は、例えば、図３に示すように、目標乾燥付着量範囲の中央領域に不感帯を設定しておき、現在の乾燥付着量Ｄｄが上記不感帯内に位置している場合には、図４に示すように、目標ウエット付着量範囲内の例えば中央値Ｐｗと現在のウエット付着量Ｄｗとの偏差Δｗに基づき、当該偏差Δｗが小さくなる方向にロール周速、あるいはロール間ニップ圧、あるいはロール間ギャップを調整する。一方、現在の乾燥付着量Ｄｄが上記不感帯外に位置している場合には、目標乾燥付着量範囲内の例えば中央値Ｐｄと現在の乾燥付着量Ｄｄとの偏差Δｄに基づき、当該偏差Δｄが小さくなる方向にロール周速、あるいはロール間ニップ圧、あるいはロール間ギャップを調整する。
【００２３】
また別の付着量調整部１５Ｂの制御の例としては、目標ウエット付着量範囲内の例えば中央値Ｐｗと現在のウエット付着量Ｄｗとの偏差Δｗと、目標乾燥付着量範囲内の例えば中央値Ｐｄと現在の乾燥付着量Ｄｄとの偏差Δｄとの比（Δｗ／Δｄ）などに基づき、中央値からの偏差の割合が大きい側の偏差Δｗ若しくはΔｄが小さくなる方向にロール周速、あるいはロール間ニップ圧、あるいはロール間ギャップを調整する。
更に、ロール周速、ロール間ニップ圧、ロール間ギャップでは、乾燥付着量Ｄｄとウエット付着量Ｄｗの両立が不可能と判定した場合には、塗料２の濃度を調整することで、乾燥付着量Ｄｄとウエット付着量Ｄｗを目標値内に収める。
【００２４】
（作用効果）
例えば、乾燥付着量Ｄｄが目標乾燥付着量範囲内であっても、塗料２の濃度が低くウエット付着量Ｄｗが過剰な状態ではロール間、あるいはアプリケーターロール６と被塗装体１との間の液溜り部がロールの回転等による影響で振動しやすく、塗布欠陥が発生しやすくなる。そして、濃度の調整は応答性が良くないので、乾燥付着量Ｄｄを目標値となるようにフィードバック制御をしても塗布欠陥が発生するおそれがある。
【００２５】
これに対し、本実施形態では、乾燥付着量Ｄｄを耐食性などから決定される目標乾燥付着量範囲内となるように塗布条件を調整しつつ、ウエット付着量Ｄｗについても、塗布外観の観点から求められる目標ウエット付着量範囲内となるように塗布条件を調整している結果、目的とする耐食性や絶縁性などの要求を満足しつつ、塗布外観も良好な状態にすることが出来る。
（応用）
ここで、上記実施形態では、自動調整する場合を例示しているが、オペレーターによってロール周速、ロール間ニップ圧、ロール間ギャップを調整するようにしても良い。
【実施例】
【００２６】
上記実施形態で説明した設備を使用して、被塗装体１としての亜鉛めっき鋼板のコイルに対して、液温度２ ５℃において粘度が１ｃｐ、表面張力が４０ｄｙｎ／ｃｍの水系の塗料２を塗布した。濃度計１４には、屈折率測定を利用した糖度計を用い、糖度の管理範囲が２．５０〜２．８０の範囲に入るように希釈水の供給を制御するようにした。糖度計と付着量計１１で測定された付着量からウエット付着量Ｄｗを算出し、所定のウエット付着量範囲である６．５〜８．５μｍに入るように、付着量の目標ウエット付着量範囲内となるようにアプリケーターロール６周速を変更するフィードバック制御を行った。
比較例として、従来法であるオフラインで塗料２の濃度を測定し、塗料２の濃度管理範囲内になるようにオペレーターが調整し、付着量の管理範囲となるようにロール周速等の条件を設定し、塗布を行った。塗料２の濃度調整は、ロール周速等の変更でも付着量の管理範囲から外れそうになる前にオペレーターが行った。
【００２７】
実施例では、付着量の管理範囲内に常に入っているとともに、ウエット付着量Ｄｗの制御も行っているため、塗布外観も良好であり、安定した品質が得られたのに対し、比較例では、乾燥付着量Ｄｄの目標乾燥付着量範囲内に収まっていたものの、ウエット付着量Ｄｗが増加したためと思われる塗布欠陥が発生することがあり、常に安定した品質を保つことはできなかった。さらに、比較例では、塗料２の濃度調整、およびロール周速の変更もオペレーターの介入なしではできないのに対し、実施例では、操業中は全て自動制御ができるため、省力化が可能であった。
なお、上記実施例では被塗装体として鋼板を用いたが、特に鋼板に限定されることなく、アルミ等の他の金属板や紙、フィルムにも適用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に基づく実施形態に係る設備構成を示す概要図である。
【図２】付着量制御部の構成例を示す図である。
【図３】乾燥付着量を説明する図である。
【図４】ウエット付着量を説明する図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    被塗装体
２    塗料
３    コーターパン（塗料収容部）
６    アプリケーターロール
１１  付着量計
１４  濃度計
１５  付着量制御部
１５Ａ  ウエット付着量判定部
１５Ｂ  付着量調整部
１６  希釈液
１７  希釈タンク
Ｄｄ  乾燥付着量
Ｄｗ  ウエット付着量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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