(57)【要約】【課題】移送方向に対して直角方向のストライプ形状の凹部を有する帯状薄板材に適用できる目詰め塗工方法および装置を提供する。【解決手段】帯状薄板材の凹部に対する塗工材料の目詰めを塗工ローラにより行なう目詰め塗工方法および装置であって、塗工ローラは帯状薄板材の移送経路に設けられ、帯状薄板材の凹部が形成された表面に周面が接触し、移送方向に対して角度３０度から角度６０度を成す方向の回転軸を有し、周面には溝が形成されており、溝が延びる方向は回転軸の方向に対して直角を成すようにした塗工方法および装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部が表面に形成された帯状薄板材の前記凹部に対する塗工材料の目詰めを、塗工ローラによる前記塗工材料の塗工により行なう目詰め塗工方法であって、
前記塗工ローラは、前記帯状薄板材の移送経路に設けられ、前記帯状薄板材の前記凹部が形成された表面に周面が接触し、前記移送方向に対して角度３０度から角度６０度を成す方向の回転軸を有し、前記塗工ローラの前記周面には溝が形成されており、前記溝が延びる方向は前記回転軸の方向に対して直角を成す、
ことを特徴とする目詰め塗工方法。
【請求項２】
請求項１記載の目詰め塗工方法において、前記帯状薄板材は前記移送方向に対して直角方向に延びているストライプ形状の凹部が表面に形成された帯状薄板材であることを特徴とする目詰め塗工方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の目詰め塗工方法において、前記塗工ローラは回転軸の方向に対して直角方向にワイヤが巻かれており隣接する前記ワイヤの間を前記溝とするワイヤバーであることを特徴とする目詰め塗工方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の目詰め塗工方法において、前記帯状薄板材の前記表面と前記塗工ローラの前記周面との接触はキスコンタクトであって、前記塗工ローラの周速と前記帯状薄板材の移送速度とを一致させる必要性がないことを特徴とする目詰め塗工方法。
【請求項５】
凹部が表面に形成された帯状薄板材の前記凹部に対する塗工材料の目詰めを、塗工ローラによる前記塗工材料の塗工により行なう目詰め塗工装置であって、
前記塗工ローラは、前記帯状薄板材の移送経路に設けられ、前記帯状薄板材の前記凹部が形成された表面に周面が接触し、前記移送方向に対して角度３０度から角度６０度を成す方向の回転軸を有し、前記塗工ローラの前記周面には溝が形成されており、前記溝が延びる方向は前記回転軸の方向に対して直角を成す、
ことを特徴とする目詰め塗工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は凹部を有する帯状薄板材の表面に塗工を行なって凹部の目詰めを行なう技術分野に属する。特に凹部の形状がストライプ状であるときの目詰め塗工方法および装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
凹部を有する帯状薄板材の表面に塗工を行なう方法としては、グラビアロールにより塗工材料を転移させる方法が一般的である。たとえば、凹部に塗工材料を強制的に充填する１層目の塗工に続いて所定厚さの２層目を塗工する２段階塗工方法（特許文献１）、斜めらせん溝にインキセルを有するグラビアロールを使用する塗工方法（特許文献２）、帯状薄板材の反対側を自由な状態にし帯状薄板材の移送速度よりも速い周速で逆方向にグラビアロールを回転させる塗工方法（特許文献３）、等が公知である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−２２６１７５
【特許文献２】
特開平８−１１１１７４
【特許文献３】
特開平１１−９２９６２
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の塗工方法においては、凹部への塗工材料の目詰めを完全にすることを目標の１つとしている。ところが、塗工材料が目詰めしきれていない空隙が凹部に存在したり、空隙が泡となって漂い塗工層に残留するという問題は十分には解決されていない。特に、凹部がストライプ形状を有し、そのストライプ形状が帯状薄板材の移送方向に対して直角方向であるようなときには、従来の塗工方法を適用することができない。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、凹部への塗工材料の目詰めを完全にすること、特に、移送方向に対して直角方向のストライプ形状の凹部を有する帯状薄板材に適用できる目詰め塗工方法および装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は下記の本発明によって解決される。すなわち、
本発明の請求項１に係る目詰め塗工方法は、凹部が表面に形成された帯状薄板材の前記凹部に対する塗工材料の目詰めを、塗工ローラによる前記塗工材料の塗工により行なう目詰め塗工方法であって、前記塗工ローラは、前記帯状薄板材の移送経路に設けられ、前記帯状薄板材の前記凹部が形成された表面に周面が接触し、前記移送方向に対して角度３０度から角度６０度を成す方向の回転軸を有し、前記塗工ローラの前記周面には溝が形成されており、前記溝が延びる方向は前記回転軸の方向に対して直角を成すようにしたものである。
【０００７】
本発明によれば、塗工ローラは、帯状薄板材の凹部が形成された表面に周面が接触し、移送方向に対して角度３０度から角度６０度を成す方向の回転軸を有し、その塗工ローラの周面には溝が形成されており、その溝が延びる方向は回転軸の方向に対して直角を成している。すなわち、溝の方向と帯状薄板材の移送方向が角度６０（９０−３０）度から角度３０（９０−６０）度を成すことにより、塗工材料の斜め方向の流れが強く生じる。その流れにより凹部へ目詰めするときの押し込む性質が強まる。またその流れにより気泡を一方向に流して追い出すため気泡を抱き込み滞留することがなくなる。したがって、凹部への塗工材料の目詰めを完全にするとともに、移送方向に対して直角方向のストライプ形状の凹部を有しする帯状薄板材に対しても好適な目詰め塗工方法が提供される。
【０００８】
また本発明の請求項２に係る目詰め塗工方法は、請求項１に係る目詰め塗工方法において、前記帯状薄板材は前記移送方向に対して直角方向に延びているストライプ形状の凹部が表面に形成された帯状薄板材であるようにしたものである。本発明によれば、移送方向に対して直角方向のストライプ形状の凹部を有する帯状薄板材に対して極めて良好な目詰めが行なわれる。
【０００９】
また本発明の請求項３に係る目詰め塗工方法は、請求項１または２に係る目詰め塗工方法において、前記塗工ローラは回転軸の方向に対して直角方向にワイヤが巻かれており隣接する前記ワイヤの間を前記溝とするワイヤバーであるようにしたもにである。本発明によれば、ワイヤバーに存在する溝よって塗工材料の斜め方向の流れが強く生じ極めて良好な目詰めが行なわれる。
【００１０】
また本発明の請求項４に係る目詰め塗工方法は、請求項１〜３のいずれかに係る目詰め塗工方法において、前記帯状薄板材の前記表面と前記塗工ローラの前記周面との接触はキスコンタクトであって、前記塗工ローラの周速と前記帯状薄板材の移送速度とを一致させる必要性がないようにしたものである。本発明によれば、塗工ローラの周速と帯状薄板材の移送速度との間に制約がなくなるから、塗工条件の調整範囲が広い。
【００１１】
また本発明の請求項５に係る目詰め塗工装置は、凹部が表面に形成された帯状薄板材の前記凹部に対する塗工材料の目詰めを、塗工ローラによる前記塗工材料の塗工により行なう目詰め塗工装置であって、前記塗工ローラは、前記帯状薄板材の移送経路に設けられ、前記帯状薄板材の前記凹部が形成された表面に周面が接触し、前記移送方向に対して角度３０度から角度６０度を成す方向の回転軸を有し、前記塗工ローラの前記周面には溝が形成されており、前記溝が延びる方向は前記回転軸の方向に対して直角を成すようにしたものである。
【００１２】
本発明によれば、塗工ローラは、帯状薄板材の凹部が形成された表面に周面が接触し、移送方向に対して角度３０度から角度６０度を成す方向の回転軸を有し、その塗工ローラの周面には溝が形成されており、その溝が延びる方向は回転軸の方向に対して直角を成している。すなわち、溝の方向と帯状薄板材の移送方向が角度６０（９０−３０）度から角度３０（９０−６０）度を成すことにより、塗工材料の斜め方向の流れが強く生じる。その流れにより凹部へ目詰めするときの押し込む性質が強まる。またその流れにより気泡を一方向に流して追い出すため気泡を抱き込み滞留することがなくなる。したがって、凹部への塗工材料の目詰めを完全にするとともに、移送方向に対して直角方向のストライプ形状の凹部を有しする帯状薄板材に対しても好適な目詰め塗工装置が提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について実施の形態を説明する。本発明について図１を参照して説明する。図１は本発明の目詰め塗工方法および装置についての説明図である。図１において、１は塗工ローラ、１１は溝、１００は帯状薄板材、１０１は凹部（拡大図）、２００は塗工材料である。
塗工ローラ１は、円柱形状であってその円柱の軸を回転軸とする塗工ローラである。その塗工ローラ１の回転軸は移送方向に対して角度３０度から角度６０度となっている。また、塗工ローラ１の周面には溝が形成されており、その溝の延びる方向は回転軸の方向に対して直角である。図１に示す一例においては、塗工ローラ１はワイヤバーである。ワイヤバーは、芯材料である円柱形状の棒材の周面にワイヤーを巻付けた構成を有する。
【００１４】
塗工ローラ１は、通常の塗工装置における塗工ローラと同様に、その回転軸を支持する支持機構、エアシリンダー等から成る塗工対象への着脱機構、回転駆動機構、等を有する。また、塗工ローラ１は、その回転軸を角度０度から角度９０度までの任意の角度に設定することが可能な構造となっている。たとえば、支持機構、着脱機構、等がサブフレームによって支持され、そのサブフレームが任意角度に設定可能なように塗工装置のメインフレームによって支持される構造となっている。回転駆動機構は、サブフレームに支持されたベクトルインバータモータによってライン速度に同調させるか、または等速ジョイント等によってラインシャフトから回転を伝達する構造となっている。
【００１５】
溝１１は、図１に示すように、巻付けたワイヤによって形成された溝である。すなわち、ワイヤの断面形状は、一般的に円形状であるから、密に巻付けたときに半円形状の凸部が密に配列する周面が形成されることとなる。この凸部の間には、半円形状の凸部に挟まれた形状を有する溝が形成されることとなる。そのワイヤの巻付角度は回転軸の方向に対して直角方向である。これにより、溝１１の延びる方向は回転軸の方向に対して直角方向となる。
【００１６】
帯状薄板材１００は、目詰め塗工を行なう対象物品であって、その表面には凹部が形成されている。帯状薄板材１００は、通常は巻取体として保管され、目詰め塗工を行なうときには巻取体を巻解いて塗工装置に供給が行なわれる。すなわち、塗工装置における帯状薄板材１００の移送方向は、帯状薄板材１００の長手方向に限定されている。したがって、帯状薄板材１００の表面に形成されている凹部がストライプ形状であるときには、そのストライプ形状の延びる方向と帯状薄板材１００の移送方向とは、特定の角度を成すこととなる。
【００１７】
凹部１０１は、そのストライプ形状の凹部である。図１に示すように、そのストライプ形状の延びる方向が、帯状薄板材１００の移送方向に対して直角方向となっている。このような特別な角度（直角）を特定の角度とするときには、目詰め塗工を行なうときに気泡を抱き込み易くなる。本発明の目詰め塗工方法および装置は、そのような特別な帯状薄板材１００に対しても好適に適用することができる（詳細を後述する）。
【００１８】
塗工材料２００は、目詰め塗工に適する粘度として約１０００ｃｐｓの粘度を有する液状の塗工材料である。塗工材料としては、可塑性樹脂、硬化性樹脂、それらと顔料や添加材を含む組生物、等を何でも使用することができ本発明においては特に限定はない。塗工材料２００は、移送方向において上流側の塗工ローラ１の近傍に供給手段（図示せず）によって供給される。供給手段は、たとえば、ポンプ、ノズル、液面センサ、コントローラ等から構成される。塗工材料２００の供給量は供給手段によって制御される。
【００１９】
以上、本発明の目詰め塗工方法および装置を実施するための構成について説明した。次に、本発明の目詰め塗工方法および装置を実施するときの動作および塗工材料の状態について説明する。
塗工装置の供給部において巻取体から巻解かれ、帯状薄板材１００が図１に示すような塗工部に給送される。帯状薄板材１００は移送方向に対して直角方向に延びているストライプ形状の凹部が表面に形成されている。
【００２０】
塗工ローラ１の周面は帯状薄板材１００に対してキスコンタクトで接触している。すなわち、塗工ローラ１の周速と帯状薄板材１００の移送速度とは、一致させる必要性がない。したがって、塗工ローラ１の周速と帯状薄板材１００の移送速度との間に制約がなくなるから、塗工ローラ１の周速の変更幅を大きくすることができ、塗工条件の調整範囲は広い。
【００２１】
塗工材料２００が塗工ローラ１の上流側に供給される。塗工材料２００は流動して帯状薄板材１００の表面を覆って行き、その表面に形成されたストライプ形状の凹部の内部にも進入して行く。そして、塗工材料２００が供給された帯状薄板材１００の部分は移送にともなって塗工ローラ１に到達する。
【００２２】
塗工ローラ１は、上流側において供給された塗工材料２００を規定し、下流側において所定の塗工量が帯状薄板材１００の表面全体に安定して得られるようにする。図１に示す一例において、塗工ローラ１はワイヤバーである。ワイヤバーは、そこに巻付けられたワイヤによって形成された溝によって塗工量を規制する。すなわちワイヤの直径によって塗工量を変化させることができる。勿論、塗工材料２００の粘度や塗工ローラ１の周速、その他によっても塗工量を変化させることができる。
【００２３】
この帯状薄板材１００に対する塗工によって表面全体に均質な塗工膜が得られるだけでなく、その表面に形成された凹部１０１への塗工材料２００の目詰めが行なわれる。そして、帯状薄板材１００は乾燥、加熱、放射線照射、等により塗工膜の後処理が行なわれる。塗工済の帯状薄板材１００は、続いて次工程の処理に進むか、一旦、塗工装置の巻取部において巻取体を形成して保存される。
【００２４】
上述の塗工において、移送方向に対して直角方向のストライプ形状の凹部１０１への目詰めを、塗工膜に空隙を残すことなく行なうことができる。その目詰めの過程について、図２〜図４を参照して説明する。図２は帯状薄板材１００の表面に形成された凹部１０１の方向とワイヤバーにおける溝の方向との関係および液状の塗工材料２００の流れについての説明図である。図３はストライプ形状の凹部１０１へ塗工材料２００が進入する目詰めについての説明図（斜視図）である。図４はストライプ形状の凹部１０１における塗工材料２００の流れと泡の挙動についての説明図である。
【００２５】
すでに説明しているように、帯状薄板材１００の表面に形成された凹部１０１の方向は、帯状薄板材１００の移送方向に対して直角である。また、ワイヤバー１の回転軸の方向は移送方向に対して角度３０度から角度６０度である。
一方、ワイヤバー１のワイヤはワイヤバー１の回転軸の方向に対して直角方向に巻かれている。隣接するワイヤの間を溝とするから、ワイヤーバー１の溝の方向はワイヤバー１の回転軸の方向に対して直角方向となる。
すなわち、図２に示すように、ワイヤーバー１の溝の方向は帯状薄板材１００の凹部１０１の方向に対して角度６０（９０−３０）度から角度３０（９０−６０）度となる。
【００２６】
帯状薄板材料１００の移送にともなって塗工材料２００にはワイヤーバー１から力が作用し、塗工材料２００は凹部１０１に押し込まれる。そのとき、塗工材料２００には移送方向に流動する力が作用するとともに、ワイヤーバー１の溝に規制されて流動する力が作用する。すなわち、塗工材料２００は溝に沿って流動する。ワイヤーバー１の溝と帯状薄板材料１００の凹部１０１が上述の角度を有すると、図２、図４（Ａ）に示すように、塗工材料２００が流動する方向には、移送方向の成分だけでなく凹部１０１の方向（移送方向に対して直角方向）の成分が含まれている。
【００２７】
塗工材料２００が帯状薄板材料１００の表面に形成された凹部１０１に押し込まれるとき、図３、図４（Ｂ）に示すように、ストライプ形状の凹部１０１の方向に平行な流れと、垂直な流れが塗工材料２００に生じる。垂直な流れは、凹部１０１の壁に沿って凹部１０１の内部を回転する流れとなる。このとき小さい泡が凹部１０１の断面における中央に集まる。そして、中央に集まった小さい泡は、図３、図４（Ｃ）に示すように、平行な流れによって凹部１０１を長手方向に移動する。移動した小さい泡は、凹部１０１の一方の端に集められる。
【００２８】
凹部１０１の一方の端に集められた小さな泡は、図４（Ｄ）に示すように、合体し大きくなる。塗工材料２００に存在する泡が重力場において浮上する速度は泡の大きさ（泡径）の２乗に比例することが知られている。大きくなった泡は、小さな泡のときと比較して高速で塗工材料２００から抜け出し、図４（Ｅ）に示すように、塗工膜は脱泡される。その結果、移送方向に対して直角方向のストライプ形状の凹部１０１への目詰めを、塗工膜に空隙を残すことなく行なうことができる。
【００２９】
次に、比較例として、従来の塗工方法を実施するときの動作と塗工材料の状態について図６〜図８を参照して説明する説明する。
この従来の塗工方法では、図６に示すように、ワイヤーバー１の回転軸の方向は移送方向に対して直角であって、その溝の方向は帯状薄板材１００の凹部１０１の方向に対してほぼ直角となっている点において、本発明の塗工方法と異なっている。その他の条件は基本的に前述の本発明の塗工方法における説明と同一である。
【００３０】
帯状薄板材料の移送にともなって塗工材料にはワイヤーバーから力が作用し、塗工材料は凹部１に押し込まれる。そのとき、塗工材料には移送方向に流動する力が作用する。また、ワイヤーバーの溝に規制されて流動する力も作用する。ところが、ワイヤーバーの溝と帯状薄板材料の凹部はほぼ直角であるから、図７に示すように、塗工材料が流動する方向には、移送方向の成分だけが含まれていることとなる。
【００３１】
塗工材料が帯状薄板材料の表面に形成された凹部に押し込まれるとき、図８に示すように、ストライプ形状の凹部の方向に垂直な流れだけが塗工材料に生じる。垂直な流れは、凹部の壁に沿って凹部の内部を回転する流れとなる。このとき小さい泡が凹部１０１の断面における中央に集まる。平行な流れは存在しないから、図８に示すように、この中央に集まった小さい泡は凹部１０１を移動することなく滞留し塗工膜に残る。
【００３２】
以上、本発明の目詰め塗工方法および装置を実施するときの動作および塗工材料の状態について比較例を含めて説明した。次に、塗工ローラ１の回転軸の角度と目詰め率の関係について図５に示すグラフを参照して説明する。塗工ローラ１の回転軸の角度は、その溝が延びる方向と、帯状薄板材料１００に形成されたストライプ形状の凹部１０１が延びる方向とが成す角度ととして定義する（図６参照）。
【００３３】
目詰め率は、塗工直後に観測した単位面積当たりの気泡の数と直径から算出したものである。実際の工程においては塗工から塗工膜を硬化するまでの時間に大きな気泡は抜けて行くから、目詰め率が９０％以上であれば、良好と判定することができる。図５に示すように、３０度〜６０度において目詰め率がほぼ１００％となっている。本発明の目詰め塗工方法および装置は、この範囲において、移送方向に対して直角方向のストライプ形状の凹部を有する帯状薄板材に好適に適用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のとおりであるから、本発明の請求項１に係る目詰め塗工方法によれば、凹部への塗工材料の目詰めを完全にするとともに、移送方向に対して直角方向のストライプ形状の凹部を有しする帯状薄板材に対しても好適な目詰め塗工方法が提供される。
また本発明の請求項２に係る目詰め塗工方法によれば、移送方向に対して直角方向のストライプ形状の凹部を有する帯状薄板材に対して極めて良好な目詰めが行なわれる。
また本発明の請求項３に係る目詰め塗工方法によれば、ワイヤバーに存在する溝よって塗工材料の斜め方向の流れが強く生じ極めて良好な目詰めが行なわれる。
また本発明の請求項４に係る目詰め塗工方法によれば、塗工ローラの周速と帯状薄板材の移送速度との間に制約がなくなるから、塗工条件の調整範囲が広い。また本発明の請求項５に係る目詰め塗工装置によれば、凹部への塗工材料の目詰めを完全にするとともに、移送方向に対して直角方向のストライプ形状の凹部を有しする帯状薄板材に対しても好適な目詰め塗工装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の目詰め塗工方法および装置についての説明図である。
【図２】本発明の目詰め塗工方法および装置における帯状薄板材の表面に形成された凹部の方向とワイヤバーにおける溝の方向との関係および液状の塗工材料の流れについての説明図である。
【図３】本発明の目詰め塗工方法および装置におけるストライプ形状の凹部へ塗工材料が進入する目詰めについての説明図（斜視図）である。
【図４】本発明の目詰め塗工方法および装置にストライプ形状の凹部における塗工材料の流れと泡の挙動についての説明図である。
【図５】塗工ローラの回転軸の角度と目詰め率の関係についてグラフとして示す図である。
【図６】従来の目詰め塗工方法についての説明図である。
【図７】従来の目詰め塗工方法における帯状薄板材の表面に形成された凹部の方向とワイヤバーにおける溝の方向との関係についての説明図である。
【図８】従来の目詰め塗工方法におけるストライプ形状の凹部へ塗工材料が進入する目詰めについての説明図（斜視図）である。
【符号の説明】
１  塗工ローラ
１１  溝（拡大図）
１００  帯状薄板材
１０１  凹部（拡大図）
２００  塗工材料
【図１】
2004329970.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004329970.tif 000009
【図８】
2004329970.tif 000010