(57)【要約】【課題】被塗物の位置制御が困難な場合に、塗液に無駄がなくカーテン安定性に優れ、塗布操作がしやすいカーテンコーターおよびこれを用いた塗布方法を得る。【解決手段】カーテンコーターにおいて、エッジガイドがカーテン高さよりも長く、かつエッジガイドが被塗物と接触した時に可動な構造であり、かつエッジガイドが被塗物に接触していない場合に、エッジガイドを固定した位置から被塗物の塗布面までの鉛直方向の距離をＸ、エッジガイドの固定部のカーテンに接する点から鉛直方向に引いた直線と被塗物の塗布面のエッジから水平方向に引いた直線との交点と被塗物の塗布面のエッジ間の距離をＹとしたときに、Ｘ／Ｙ≧１０であることを特徴とするカーテンコーターおよびこれを用いた塗布方法である。【選択図】　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーテンコーターにおいて、エッジガイドがカーテン高さよりも長く、かつエッジガイドが被塗物と接触した時に可動な構造であり、かつエッジガイドが被塗物に接触していない場合に、エッジガイドを固定した位置から被塗物の塗布面までの鉛直方向の距離をＸ、エッジガイドの固定部のカーテンに接する点から鉛直方向に引いた直線と被塗物の塗布面のエッジから水平方向に引いた直線との交点と被塗物の塗布面のエッジ間の距離をＹとしたときに、Ｘ／Ｙ≧１０であることを特徴とするカーテンコーター。
【請求項２】
エッジガイドが剛直なものであることを特徴とする請求項１に記載のカーテコーター。
【請求項３】
エッジガイドが被塗物との接触によって、接触によって受ける力の方向に動いたときに、その反対側のエッジガイドが同じ方向に移動し、被塗物の位置におけるカーテンの幅を同じに保つ機構を備えている請求項１または２に記載のカーテンコーター。
【請求項４】
多層のカーテンが形成できる手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカーテンコーター。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のカーテンコーターを用いて、被塗物とエッジガイドの少なくともひとつとが接している状態でカーテン塗布することを特徴とするカーテン塗布方法。
【請求項６】
カーテンが多層であることを特徴とする請求項５に記載のカーテン塗布方法。
【請求項７】
被塗物が金属板のコイルであることを特徴とする請求項５または６に記載のカーテン塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業用に用いられるカーテン塗布装置、およびカーテン塗布方法に関するものであり、特に金属板のように弾性率が高い素材にカーテン塗布する場合に有効なカーテンコーター及びカーテン塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
紙やフィルムなど柔らかい素材に連続的に塗布するラインにおいては、塗布を行うために紙やフィルムを連続的に移動させる方向に対して紙やフィルムの塗布面内で垂直の方向の位置は制御しやすく、従ってカーテン塗布においてもエッジガイドの位置を固定しても、その下を通過する被塗物を一定位置に制御しやすいため、いつも一定の位置に塗液を塗布することができる。従って、被塗物の端部ぎりぎりにまで塗布を行うことが可能となる。また被塗物の全幅にわたって塗布が必要な場合には、エッジガイドの幅を被塗物の幅よりもわずかに広くすれば良いため、塗布されずに落下する塗液の量は極少量ですむ。
【０００３】
しかし、金属板などのように弾性率の高い素材では、板を連続的に移動している途中に、塗布を行うために板を連続的に移動させる方向に対して板への塗布面内で垂直な方向にも板が動きやすく、いわゆる「ウォーク」と呼ばれる現象が発生しやすい。この現象が起こると、カーテン塗布においてエッジガイドが固定されていても、その下を通過する素材の位置が一定になりにくく、いつも一定の位置に塗液を塗布することが難しいため、被塗物の端部ぎりぎりにまで塗布を行うことは難しい。
【０００４】
そのため、全幅にわたる塗布が必要な場合には被塗物よりもエッジガイドの幅を広くせざるをえないが、ウォークがあるため、そのウォークする幅を考慮してエッジガイドの幅を余裕をもって広くする必要があり、塗布されずに下に落下する塗液の量が多くなってしまう。単層のカーテンで塗布する場合には、下に落下した塗液を回収して再使用できるために問題とはならないケースもあるが、多層のカーテンで塗布を行う場合には、落下した塗液は混ざり合ってしまうため、実質的に回収して再使用することはできず、塗液の無駄が多くなってしまう。
【０００５】
これまで多くのエッジガイドが提案され、カーテン塗布の操業の安定性が向上してきた。たとえば、エッジガイドと塗液のカーテンの間に別の液体カーテンを流下させる方法が、例えば特許文献１によって提案され、またエッジガイドの一番下部の部分に溶剤を名がる方法が特許文献２によって提案され、また低粘度液体をエッジガイドの上のほうに流し、エッジガイドの下部でそれを吸引回収する方法が特許文献３によって提案されている。しかし、これまで上述の問題に適切に対応できる技術は提案されていなかった。
【０００６】
カーテン塗布は、本来、被塗物に接触せずに塗布操作を行う方法として発達してきた。工業的には、紙やフィルムなど柔らかい素材への塗布が中心であり、これまで金属板のように剛直な被塗物に高速で塗布している例は少なかった。
【０００７】
エッジガイドの素材としては、剛直なものが多用されている。これは、エッジガイドが剛直でないと塗布時の外乱によってエッジガイドがゆがみ、カーテンの不安定に繋がりやすいためである。
【０００８】
一方、エッジガイドとしてフレキシブルなもの、たとえばステンレス製のチェーンのようなものを使用する場合、エッジガイドが表面張力によってカーテンの存在する側に引っ張られ、図２に示すようにエッジガイド下部の方ほどカーテンの幅が小さくなり、それによってエッジガイド部のカーテン厚みが厚くなる現象が発生する。このようなエッジガイドを使用する場合には、被塗物の幅をエッジガイド幅と同じ程度に広くすると、被塗物端部の塗膜の厚みが中央部とは異なるという問題を生じるため、被塗物の幅を狭くして、カーテン厚みが均一になっている中央部で塗布を行うことになる。
【０００９】
この場合、被塗物の外側の塗液は塗布には用いられずに落下する。カーテンが単層の場合には、この塗液を回収して再利用できるが、多層カーテンの場合には再利用できない場合が多く、塗液の無駄が非常に多くなってしまう。
【００１０】
被塗物とエッジガイドの上下の位置関係については、特に多層カーテン塗布の場合には、図１のように被塗物の塗布面よりもエッジガイドの下面がより上にあることが多い。これは、剛直なエッジガイドの間に紙やフィルムなどの柔らかい被塗物を通過させると、紙やフィルムの幅や位置が少しでもずれると被塗物がゆがんでしまい塗布の精度が低くなること、また、エッジガイド幅を被塗物よりも広くとると塗液の無駄が多くなることなどによる。
【００１１】
【特許文献１】
英国特許第１５５９７０１号公報
【特許文献２】
特公昭５５−７３３６５号公報
【特許文献３】
ＷＯ８９／１０５８３号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上述の問題を解決し、カーテン安定性に優れ、かつ塗液に無駄が少ないカーテンコーター及びこれを用いて塗布する方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の問題を解決するためのカーテンコーター及びこれを用いたカーテン塗布方法を提案するものであり、以下の内容を要旨とする。
（１）　カーテンコーターにおいて、エッジガイドがカーテン高さよりも長く、かつエッジガイドが被塗物と接触した時に可動な構造であり、かつエッジガイドが被塗物に接触していない場合に、エッジガイドを固定した位置から被塗物の塗布面までの鉛直方向の距離をＸ、エッジガイドの固定部のカーテンに接する点から鉛直方向に引いた直線と被塗物の塗布面のエッジから水平方向に引いた直線との交点と被塗物の塗布面のエッジ間の距離をＹとしたときに、Ｘ／Ｙ≧１０であることを特徴とするカーテンコーター。
（２）　エッジガイドが剛直なものであることを特徴とする（１）に記載のカーテコーター。
（３）　エッジガイドが被塗物との接触によって、接触によって受ける力の方向に動いたときに、その反対側のエッジガイドが同じ方向に移動し、被塗物の位置におけるカーテンの幅を同じに保つ機構を備えている（１）または（２）に記載のカーテンコーター。
（４）　多層のカーテンが形成できる手段を有することを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載のカーテンコーター。
（５）　（１）〜（４）のいずれかに記載のカーテンコーターを用いて、被塗物とエッジガイドの少なくともひとつとが接している状態でカーテン塗布することを特徴とするカーテン塗布方法。
（６）　カーテンが多層であることを特徴とする（５）に記載のカーテン塗布方法。
（７）　被塗物が金属板のコイルであることを特徴とする（５）または（６）に記載のカーテン塗布方法。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴は、被塗物がエッジガイドに接触しても支障なくカーテン塗布を行えるようにする点にある。これによって特に多層カーテン塗布の場合に、また、特に金属板のように剛直な素材に塗布する場合の塗液の無駄を最小にすることができ、また被塗物がウォークしてエッジガイドに接触することがあっても塗布ラインを停止する必要がなく、またエッジガイドなど塗布機の部材を損傷することもない。
【００１５】
本発明は、エッジガイドが被塗物に接触する可能性があるように配置される。たとえば、塗液がカーテンを形成するように塗液を吐出する出口の高さにカーテンを固定し、その出口から被塗物の塗布面までの距離をカーテン高さとしたときに、エッジガイドの長さがカーテン高さよりも長ければ良い。
【００１６】
エッジガイドに被塗物が接触したときに、エッジガイドは力を受けた方向に可動、または変形できることが必要である。このためには、エッジガイドがフレキシブルな素材でできており、容易に変形、または可動できるか、エッジガイドを他部材と接合して止めているときに、エッジガイド両端のどちらか（通常は下端）を接合せずに解放しておく。望ましくは、エッジガイドは被塗物が接触したときに、変形によって可動するのではなく、形状を変えないまま可動するものが良い。これは、変形しやすいエッジガイドの場合、外乱による形状の変化、被塗物の接触による形状の変化によってカーテンの安定性を乱し、カーテンが切れる原因となりやすいからである。
【００１７】
また、エッジガイドが被塗物に接触していない場合に、エッジガイドを固定した位置から被塗物の塗布面までの鉛直方向の距離をＸ、エッジガイドの固定部のカーテンに接する点から鉛直方向に引いた直線と被塗物の塗布面のエッジから水平方向に引いた直線との交点と被塗物の塗布面のエッジ間の距離をＹとしたときに、Ｘ／Ｙ≧１０であることが必須である。この様子を図３に示す。Ｘ／Ｙ＜１０の場合には、カーテンの縮流によってカーテン下部ではエッジガイド近傍のカーテンが厚くなり、被塗物の幅方向の塗布厚みの均一性が確保できない。
【００１８】
なお、図４のようにエッジガイドは、被塗物に接触する可能性のある部分が可動であればよく、その場合には可動部分についてＸ／Ｙ≧１０が成立すれば良い。図４では、エッジガイドの上部は固定されており縮流の心配はないため、Ｘは図４に示すように可動部分のカーテンに接する最上部から被塗物面までの距離とする。図４で、エッジガイド上部も可動である場合には上部でも縮流が発生するため、図３と同じ考え方でエッジガイドの可動部分のカーテンに接する最上端から被塗物面までの距離をＸとする。
【００１９】
エッジガイドの材質や形状としては、たとえば金属やプラスチック製の棒・線・帯、金属やプラスチック製のチェーン、プラスチックや繊維のロープ・紐などであり、本発明の要件を満たす公知のものが使用できる。液体をエッジガイドとカーテンの間に流すような、エッジガイド近傍のカーテン速度を上げる工夫をしたエッジガイドでも良い。上述のＸ／Ｙ≧１０の条件を満たすためには、たとえば塗液の表面張力による縮流を防止するために、エッジガイド自身に有る程度の自重を持たせる、エッジガイドの下端に重りをつける、バネやゴムのような伸縮性の材料、あるいは、その他の機械的な方法でエッジガイドの横方向の動きを規制するなどの方法が考えられる。
【００２０】
被塗物がウォークしてエッジガイドに接触する際にエッジガイドが受ける力と、被塗物あるいはエッジガイドの材質を考慮して、Ｘ／Ｙ≧１０を満たし、かつ可能であれば、被塗物がエッジガイドに接触した際の両者の損傷が少なくなるように考慮して設計すれば良い。エッジガイドの形状は基本的には直線状であることが望ましいが、本発明の要件を満たせば、最初から湾曲しているようなエッジガイドでも良い。また、図４に示したようにエッジガイドは分割されていても良く、分割された固定部分（可動でない部分）のエッジガイドの形状や材質、構造は公知のものとすることができる。
【００２１】
具体的なエッジガイド及び塗布方法の例を図５〜図８に示す。図５〜図７は被塗物が常時エッジガイドに接していないケースで、図８は被塗物が常時エッジガイドに接して塗布を行うケースである。このように、被塗物とエッジガイドの幅との関係は特に限定されないが、被塗物の幅Ａと塗布面の高さにおけるエッジガイドの幅Ｂとの差が小さいときに、塗液の無駄が少なくなり、また、通常のカーテンコーターを使用した場合には、被塗物とエッジガイドとの接触による不具合が発生しやすいことを考えると特に有効である。
【００２２】
具体的には、０．８５≦Ａ／Ｂ≦１．１のときに、さらには０．９０≦Ａ／Ｂ≦１．０５のときに、本発明は特に有効である。また、図８のように、Ａ／Ｂ≦１の場合、エッジガイドが外側に開き過ぎるとカーテンの安定性を損なうことになるため、カーテンが内側に縮流しすぎないことを考慮した際に用いたＸとＹについて、エッジガイドが外側に開く限度はＸ／Ｙ≧１０であることが望ましい。これ以上になると、カーテンの安定性が損なわれやすい。
【００２３】
被塗物の種類も限定されないが、被塗物として、特に金属板、窯業系の板、合板など剛直な素材の場合に、本発明は特に有効である。その中でも金属板のように剛直な素材を連続的に塗布するような場合で、板の進行方向と垂直な方向の位置の調整が難しい場合に、特に有効である。剛直な連続した被塗物の場合には、エッジガイドに接触したときにエッジガイドに与える力が大きくなるため、エッジガイドの下端が縮流に抵抗できる程度に力をかけておいても、接触による力のほうが大きくなりエッジガイドが移動、変形できる。紙やフィルムなどの柔らかい被塗物の場合には、エッジガイドが被塗物の接触によって変形、移動できる程度に柔らかいか、あるいは柔らかい力で固定しなければならず、塗液の表面張力によって縮流（エッジガイドの下部の幅が狭くなる）を防止することが難しい場合がある。
【００２４】
エッジガイドが被塗物との接触によって、接触によって受ける力の方向に動いたときに、その反対側のエッジガイドが同じ方向に移動し、カーテンの幅を同じに保つ機構を備えていることがより望ましい。エッジガイドと被塗物との接触によってエッジガイドが力を受けた方向に動くと、カーテン幅（エッジガイドの幅）が広がってしまうことが多いが、これによってカーテンは不安定となりやすい。
【００２５】
カーテン幅（エッジガイドの幅）を同じに保つために、このような機構を設けると、より安定な操業が可能となる。このような機構の例としては、エッジガイド間を伸び縮みしない材質の物で接合しておく（幅が一定となるように）、一方のエッジガイドの動きを監視するセンサーを設けて、そのセンサーからの出力に応じて反対側のエッジガイドを動かし、幅を一定になるように制御するなどの方法がある。また、被塗物の幅がエッジガイドの幅よりも広い場合には、被塗物の移動の幅が小さい場合には、特別な工夫をしなくても片方のエッジガイドが鉛直方向の位置にくるまではエッジガイドが被塗物の動きに合わせて同じ幅となるように動く（図７）。
【００２６】
カーテンを形成する方法は、公知の方法を適用することができ、特に限定されるものではない。たとえば、塗液溜めから塗液をオーバーフローさせる方法、ダイから押し出す方法、ロール間から出た塗液をロール上でかきとる方法、スライド面を流下した塗液を落下させる方法などがある。
【００２７】
また、多層のカーテンを形成する方法としては、公知の方法を用いることができ、たとえば、ダイから複数層の塗液を押し出す方法、スライド面に複数のスリットから塗液を噴出・流下させ流下中に形成される多層の流下層によってカーテンを形成する方法などが上げられる。
【００２８】
【実施例】
本発明を実施例で説明する。
【００２９】
（実施例）
図５に示すカーテン塗布装置を制作した。２層のダイから塗液を押し出して２層のカーテンを形成するタイプで、ダイ直下のエッジガイド幅は５００ｍｍとした。エッジガイドはステンレスの棒製で、ダイの直下部で図のように固定し、棒の下部が図中の左右方向に移動できるようにした。被塗物がエッジガイドに接触していないときのＸ／Ｙは２５であった。被塗物は、幅４９０ｍｍ、厚み０．８ｍｍの予め塗装下地処理を施してある電気亜鉛めっき鋼板のコイルで、ライン速度１２０ｍ／分の速度で塗布を行った。
【００３０】
塗液としては、市販のプライマー用ポリエステル樹脂系塗料フレキコートＰＦＴ（不揮発分３５％、粘度ＮＫ−ＩＩカップで２０℃１１５秒）、及び市販の上塗り用ポリエステル樹脂系塗料フレキコート７１００白（不揮発分４２％、粘度ＮＫ−ＩＩカップで２０℃１３５秒）を用いた。流量は、前者が０．５０ｃｍ２／ｓ、後者が０．７５ｃｍ２／ｓとした。ダイ直下から被塗物表面までの距離は１５０ｍｍとした。
【００３１】
通板開始時には、鋼板はエッジガイドの中央部にあり、鋼板端面とエッジガイドの間には、左右それぞれ５ｍｍずつの間隔があったが、通板開始後から板がすこしずつ図の右方向に動き、３０秒後には右側のエッジガイドに接触し、中央部から合計１５ｍｍ移動した。右側のエッジガイドは鋼板の動きに合わせてやや右方向に動き（ダイ直下の接合部を中心に回転し）、塗布への影響はなかった。板の位置が元に戻るように張力を制御したところ、しばらくすると板は逆に左方向に動き始め今後は中央部より左側に１０ｍｍの位置まで動いたが、今度は左側のエッジガイドがその分左側に移動（ダイ直下の接合部を中心に回転）し、塗布には支障がなかった。被塗物である鋼板とエッジガイドとの幅の差を小さくすることができ、塗液の無駄を少なくできた。
【００３２】
エッジガイド幅を６００ｍｍに広げ、エッジガイドをステンレスチェーンに変更した。Ｘ／Ｙが１１となるようにステンレスチェーンの下部に重りを付けた。他の条件は上記と同じにして塗布を行ったところ、鋼板のウォークによりエッジガイドに被塗物が接触しても正常に塗布が行えた。カーテンが２層なので鋼板に塗布されずに落下した塗液は回収して再使用することができず、無駄となるが、エッジガイド幅が５００ｍｍのときに比べると無駄となる塗液量が多くなった。
【００３３】
（比較例）
一方、実施例のエッジガイドをダイ直下で完全に固定したカーテンコーターを使用すると、鋼板の左右への移動の際に、エッジガイドに大きな力がかかり、塗布機が振動し正常な塗布はできなかった。また、エッジガイドをフレキシブルなステンレスチェーンに変更したところ、Ｘ／Ｙが９．５となり、塗布は正常に行えたが、鋼板エッジ部から２５ｍｍ程度の幅で塗膜厚みが中央部よりも厚い部分を生じ、正常な製品ができなかった。
【００３４】
【発明の効果】
本発明により、塗液の無駄を極力少なくして、安定なカーテン塗布作業が可能となる。カーテンが多層で、塗液が回収・再利用できない場合や、被塗物が金属板のように剛直で塗布位置を固定しにくいような場合には特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】剛直なエッジガイドと被塗物の位置との関係を説明する図。
【図２】フレキシブルなエッジガイドの縮流（下部で幅が狭くなる現象）の説明図。
【図３】エッジガイドの縮流の程度の規定を説明する図。
【図４】エッジガイドが分割されている場合の、エッジガイドの縮流の程度の規定を説明する図。
【図５】本発明によるエッジガイドの例を説明する図（エッジガイドの分割なし）。
【図６】本発明によるエッジガイドの例を説明する図（エッジガイドの分割あり）。
【図７】両エッジガイドが同時に移動する本発明によるエッジガイドの例を説明する図。
【図８】被塗物がエッジガイド幅よりも広い場合の塗布方法を説明する図。
【図１】
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【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】
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【図８】
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