(57)【要約】【要  約】【課  題】  ブレードの先端部を塗装用ロールに押圧して余剰の塗装剤を掻き落とすにあたって、塗装用ロールの全幅にわたって押圧力を一定にし、かつ稼動中に所定の押圧力を維持しつつ金属帯の塗装を行なう塗装方法および塗装装置を提供する。【解決手段】  余剰の塗装剤を掻き落とすブレードの先端部を塗装用ロールの表面に当接させ、ピボットを中心にして回動可能な加圧部材の先端部にブレードの後端部を固定し、加圧部材に圧力調整チューブを配設し、圧力調整チューブ内の空気圧を調整することによって、塗装用ロールの表面を押圧するブレードの先端部の押圧力を調整する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する金属帯の表面にロールコーター方式で塗装を施す塗装方法において、余剰の塗装剤を掻き落とすブレードの先端部を塗装用ロールの表面に当接させ、ピボットを中心にして回動可能な加圧部材の先端部に前記ブレードの後端部を固定し、前記加圧部材に圧力調整チューブを配設し、前記圧力調整チューブ内の空気圧を調整することによって、前記塗装用ロールの表面を押圧する前記ブレードの先端部の押圧力を調整することを特徴とする金属帯の塗装方法。
【請求項２】
前記ブレードの先端部が前記塗装用ロールの全幅にわたって当接することを特徴とする請求項１に記載の金属帯の塗装方法。
【請求項３】
前記塗装用ロールがメタリングロールであることを特徴とする請求項１または２に記載の金属帯の塗装方法。
【請求項４】
走行する金属帯の表面にロールコーター方式で塗装を施す塗装装置であって、塗装用ロールの表面に当接するブレードと、前記ブレードを固定しかつピボットを中心にして回動可能な加圧部材と、前記加圧部材に当接する圧力調整チューブと、前記圧力調整チューブ内の空気圧を制御する空気圧制御装置とを有することを特徴とする金属帯の塗装装置。
【請求項５】
前記ブレードの先端部が前記塗装用ロールの全幅にわたって当接することを特徴とする請求項４に記載の金属帯の塗装装置。
【請求項６】
前記塗装用ロールがメタリングロールであることを特徴とする請求項４または５に記載の金属帯の塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属帯の塗装方法および塗装装置に関するものであり、特に電磁鋼板等のように、塗装被膜の膜厚の均一性が厳しく要求される鋼板の塗装方法および塗装装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼帯（以下、金属帯として代表的な鋼板を主な例として説明する）の製造工程において、鋼板の用途に応じて各種の塗装剤（たとえば塗料等）を鋼板に塗装し、塗装剤の被膜（以下、塗装被膜という）を表面に形成した鋼板が種々製造されている。鋼板に塗装被膜を形成する技術は、鋼板の用途や塗装剤の材質に応じて選択されるが、生産性向上の観点から、帯状の鋼板を走行させながら、その鋼板の表面に塗装被膜を形成するロールコーター方式の技術が広く知られている（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
図２は、ロールコーター方式の塗装装置の例を模式的に示す配置図である。鋼板１は、搬送用ロール（図示せず）によって矢印ｄの方向へ搬送される。塗装剤容器12内には塗装剤２が収容されており、その塗装剤２中にピックアップロール４（以下、Ｐロールという）の下部が浸漬するように配設される。Ｐロール４の上方には、アプリケーターロール３（以下、Ａロールという）が配設されており、表面に塗装剤２が付着したＰロール４が矢印ｂの方向へ回転することによって、塗装剤容器12から塗装剤２を汲み上げてＡロール３へ転写する。
【０００４】
次いで、表面に塗装剤２が付着したＡロール３は矢印ａの方向へ回転し、Ａロール３の上方を走行する鋼板１に塗装剤２を転写して塗装被膜を形成する。
【０００５】
このとき、Ｐロール４の表面に付着して塗装剤容器12から汲み上げられた塗装剤２がメタリングロール５（以下、Ｍロールという）とＰロール４との間隙を通過することによって、Ｐロール４表面の塗装剤２の付着量が調整される。このようにして鋼板１表面に形成される塗装被膜の膜厚を調整する。
【０００６】
ここでは搬送用ロールと区別するために、これらのＰロール４，Ａロール３およびＭロール５を塗装用ロールと記す。
【０００７】
表面に塗装被膜を有する鋼板は塗装鋼板と呼ばれており、その塗装鋼板の品質を安定させるためには、均一な膜厚の塗装被膜を形成することが不可欠である。そこで塗装被膜を均一に形成するために種々の技術が検討されている。
【０００８】
たとえば、塗装用ロールの上流側にプレコートノズル10を配設し、予めプレコートノズル10から塗装剤２を鋼板１に吹き付けた後、Ａロール３から塗装剤２を転写する技術が提案されている（たとえば特許文献１参照）。しかしながら電磁鋼板等のように、塗装被膜の膜厚の均一性が厳しく要求される鋼板の塗装を行なう際には、プレコートノズル10を使用しても、膜厚の均一性の要求を満たすことは困難である。すなわち塗装剤２の目付量のバラツキσで膜厚の均一性を評価した場合に、σが0.06ｇ／ｍ2 以下となるような均一な膜厚を得るのは困難である。
【０００９】
また、Ｍロール５にブレード６の先端部を当接させて、Ｍロール５に付着した余剰の塗装剤２を掻き落とすことによって、Ｐロール４とＭロール５との間隙を一定に保つ技術が提案されている（たとえば特許文献１，２，３参照）。しかしながら、Ｍロール５を押圧するブレード６の先端部の押圧力を調整する技術については、十分な検討はなされておらず、Ｍロール５の全幅（すなわち回転軸に平行な方向の全長）にわたって、ブレード６の先端部がＭロール５を均一に押圧するのは困難である。
【００１０】
ブレード６の先端部の押圧力を調整するために従来から行なわれている方法は、図２に示すように、ハンドノブ11を作業者が回転させることによって押圧力を調整するものである。したがって、塗装用ロールの稼動中に押圧力の変動が生じた場合に、押圧力を一定に維持するのは不可能である。しかも過大な押圧力が付与された場合は、Ｍロール５に撓みが生じて、Ｍロール５とＰロール４との間隙が不均一になる。そのため、電磁鋼板等のように、塗装被膜の膜厚の均一性が厳しく要求される鋼板の塗装を行なう際には、Ｍロール５に付着した余剰の塗装剤２を掻き落とすためにブレード６を使用しても、膜厚の均一性の要求を満たすことは困難である。すなわち塗装剤２の目付量のバラツキσで膜厚の均一性を評価した場合に、σが0.06ｇ／ｍ2 以下となるような均一な膜厚を得るのは困難である。
【００１１】
また、高速で鋼板１を搬送（たとえば 100ｍ／分以上）すると、塗装剤２の目付量のバラツキσが大きくなるので、生産性のさらなる向上を達成することも困難である。
【特許文献１】特開昭63-119876 号公報
【特許文献２】特開昭60-53671号公報
【特許文献３】特開平10-146607 号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記のような問題を解消し、ブレードの先端部を塗装用ロールに押圧して余剰の塗装剤を掻き落とすにあたって、塗装用ロールの全幅にわたって押圧力を一定にし、かつ押圧力を自動制御することによって稼動中に所定の押圧力を維持しつつ鋼板等の金属帯の塗装を行なう塗装方法および塗装装置を提供することを目的とする。
【００１３】
その課題を達成することによって、金属帯の搬送速度を増速し、生産性を高めることも可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、走行する金属帯の表面にロールコーター方式で塗装を施す塗装方法において、余剰の塗装剤を掻き落とすブレードの先端部を塗装用ロールの表面に当接させ、ピボットを中心にして回動可能な加圧部材の先端部にブレードの後端部を固定し、加圧部材に圧力調整チューブを配設し、圧力調整チューブ内の空気圧を調整することによって、塗装用ロールの表面を押圧するブレードの先端部の押圧力を調整する金属帯の塗装方法である。
【００１５】
なお本発明の塗装方法では、ブレードの先端部を塗装用ロールの全幅にわたって当接することが好ましい。本発明の塗装方法は、塗装用ロールのうちのメタリングロールに適用するのが好ましい。
【００１６】
また本発明は、走行する金属帯の表面にロールコーター方式で塗装を施す塗装装置であって、塗装用ロールの表面に当接するブレードと、ブレードを固定しかつピボットを中心にして回動可能な加圧部材と、加圧部材に当接する圧力調整チューブと、圧力調整チューブ内の空気圧を制御する空気圧制御装置とを有する金属帯の塗装装置である。
【００１７】
なお本発明の塗装装置では、ブレードの先端部を塗装用ロールの全幅にわたって当接することが好ましい。さらに、その塗装用ロールのうちのメタリングロールにブレードを当接させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ブレードの先端部を塗装用ロールに押圧して余剰の塗装剤を掻き落とすにあたって、塗装用ロールの全幅にわたって押圧力を一定にし、かつ押圧力を自動制御することによって稼動中に所定の押圧力を維持できる。その結果、金属帯の搬送速度を増加し、かつ金属帯の全幅，全長にわたって均一な塗装被膜を形成することが可能となり、高品質の塗装鋼板を効率良く製造できる。とりわけ電磁鋼板等のように塗装皮膜の均一性が厳しく要求される鋼板を高生産性かつ高品質で安定して製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明を適用する装置の例を模式的に示す配置図である。鋼板１は、搬送用ロール（図示せず）によって矢印ｄの方向へ搬送される。塗装剤容器12内には塗装剤２が収容されており、その塗装剤２中にピックアップロール４（すなわちＰロール）の下部が浸漬するように配設される。Ｐロール４の上方には、アプリケーターロール３（すなわちＡロール）が配設されており、表面に塗装剤２が付着したＰロール４が矢印ｂの方向へ回転することによって、塗装剤容器12から塗装剤２を汲み上げてＡロール３へ転写する。
【００２０】
次いで、表面に塗装剤２が付着したＡロール３は矢印ａの方向へ回転し、Ａロール３の上方を走行する鋼板１に塗装剤２を転写して塗装被膜を形成する。
【００２１】
このとき、Ｐロール４の表面に付着して塗装剤容器12から汲み上げられた塗装剤２がメタリングロール５（すなわちＭロール）とＰロール４との間隙を通過することによって、Ｐロール４表面の塗装剤２の付着量が調整される。
【００２２】
さらに、Ｍロール５にブレード６の先端部を当接させて、Ｍロール５に付着した余剰の塗装剤２を掻き落とす。
【００２３】
図１には、Ｍロール５に付着した余剰の塗装剤２をブレード６で掻き落とす例を示したが、本発明では、塗装用ロール（すなわちＰロール４，Ａロール３，Ｍロール５）のそれぞれにブレード６を当接させて、各々に付着した余剰の塗装剤２を掻き落とす構成にすることが可能である。ただし均一な膜厚の塗装被膜を鋼板１表面に形成するためには、図１に示すように、Ｍロール５に付着した塗装剤２をブレード６で掻き落とすことが最も効果的である。そこで、図１に示す構成について以下に説明する。
【００２４】
ブレード６の先端部は、Ｍロール５の表面に当接する。ここで先端部とはＭロール５に近い側の端部を指し、他方の（すなわちＭロール５に遠い側）端部を後端部と記す。
【００２５】
ブレード６の先端部がＭロール５に当接する部位は、鋼板１の幅に応じて設定すれば良いのであるが、実際の操業において度々設定変更を繰り返すのは好ましくない。したがってブレード６の先端部は、Ｍロール５の全幅（すなわち回転軸に平行な方向の全長）にわたってＭロール５表面に当接するのが好ましい。
【００２６】
ブレード６の後端部は、加圧部材７の先端部に固定される。ブレード６の先端部を加圧部材７の先端部に固定する手段は特に限定しない。とめねじ，ボルト等の従来から知られている手段が使用できる。
【００２７】
加圧部材７は、ピボット８を介して回動可能に固定部材13に取付けられる。固定部材13は、Ｍロール５に付着した余剰の塗装剤２を掻き落とすブレード６と加圧部材７の位置を決めるものである。したがって塗装中は固定部材13は所定の位置に固定される。そして、加圧部材７には圧力調整チューブ９が配設される。たとえば加圧部材７の後端部には圧力調整チューブ９が当接し、圧力調整チューブ９が膨張あるいは収縮するように、圧力調整チューブ９内の空気圧を調整する。
【００２８】
つまり圧力調整チューブ９内の空気圧を増加させると、圧力調整チューブ９が膨張して、加圧部材７の後端部と固定部材13との距離が拡大する。その結果、加圧部材７はピボット８を中心（すなわち支点）として回動し、Ｍロール５表面に当接するブレード６先端部の押圧力が増加する。
【００２９】
一方、圧力調整チューブ９内の空気圧を減少させると、圧力調整チューブ９が収縮する。このとき、ブレード６の弾性力によって加圧部材７がピボット８を中心として回動し、加圧部材７の後端部と固定部材13との距離が縮小する。その結果、Ｍロール５表面に当接するブレード６先端部の押圧力が減少する。
【００３０】
なお、圧力調整チューブ９内の空気圧の減少に追随して加圧部材７の後端部と固定部材13との距離を縮小させるために、バネ等の弾性体（図示せず）を使用することも可能である。また図３のように、加圧部材７の後端部にピボット８を設け、これを介して加圧部材７を固定部材13に取付け、加圧部材７の先端（ブレード側）付近に圧力調整チューブ９を取付けても良く、要は、圧力調整チューブ９内の空気圧の調整により、ブレード６先端部の押圧力が調整できれば良い。
【００３１】
このようにして圧力調整チューブ９内の空気圧を調整することによって、Ｍロール５表面に当接するブレード６先端部の押圧力を調整できる。しかも圧力調整チューブ９はＭロール５の全幅にわたって取付けるので、圧力調整チューブ９内の空気圧はＭロール５の全幅にわたって均一になり、ブレード６先端部の押圧力もＭロール５の全幅にわたって均一となる。
【００３２】
さらに、空気圧制御装置（図示せず）を用いることによって、圧力調整チューブ９内の空気圧（すなわちＭロール５表面に当接するブレード６先端部の押圧力）を自動制御することが可能である。ここで空気圧制御装置とは、圧力調整チューブ９内の空気圧を測定する装置，空気圧の測定値と予め設定された目標値を演算処理する装置，圧力調整チューブ９内に空気を供給したり排出するときに開閉する電磁弁等の機器を備えた装置であり、圧力調整チューブ９内の空気圧を自動制御する装置である。
【００３３】
したがって、操業中にＭロール５表面に当接するブレード６先端部の押圧力が変化した場合でも、自動的に適正な押圧力を維持することが可能である。しかも過大な押圧力が発生しないので、Ｍロール５の撓みもなく、Ｍロール５とＰロール４との間隙が均一に保たれる。
【００３４】
なお、Ｍロール５表面に当接するブレード６先端部の押圧力の適正範囲は、Ｍロール５のみならず塗装用ロール全体の構成や使用する塗装剤２の材質に応じて適宜設定する。ただし本発明者の検討結果によれば、ブレード６先端部の押圧力は50〜300 ｇ／cm（すなわち 0.5〜2.9 Ｎ／cm）の範囲内を満足すれば、塗装用ロールの構成や塗装剤の材質に関わらず、均一な膜厚の塗装被膜が得られる。なお、ここで押圧力は、Ｍロール５の回転軸に平行な方向に１cmあたりの荷重（ｇあるいはＮ）で示す。
【００３５】
ブレード６先端部の押圧力が上記した範囲内を満足するためには、圧力調整チューブ９内の空気圧を 0.015〜0.1MPaとするのが好ましい。
【００３６】
なお図１には塗装用ロールの上流側にプレコートノズル10を配設する例を示したが、本発明では必ずしもプレコートノズル10を使用する必要はない。
【００３７】
以上に説明した通り、本発明によれば、鋼板１の搬送速度を増加しても、鋼板の全幅，全長にわたって均一な塗装被膜を形成すること可能である。本発明者が、鋼板１を 100ｍ／分以上の速度で搬送しながら塗装を行ない、その塗装剤２の目付量を調査したところ、目付量のバラツキσは0.06ｇ／ｍ2 以下であった。つまり本発明によれば、高品質の塗装鋼板を効率良く製造できる。とりわけ電磁鋼板等のように塗装皮膜の均一性が厳しく要求される鋼板を高生産性かつ高品質で安定して製造できる。
【実施例】
【００３８】
図１に示す装置を用いて鋼板１の表面に塗装被膜を形成した。鋼板１は電磁鋼板を使用し、塗装剤２は半有機溶剤を使用した。鋼板１の搬送速度は 100ｍ／分とした。圧力調整チューブ９内の空気圧は0.04MPa を維持するように自動制御し、Ｍロール５表面に当接するブレード６先端部の押圧力を90ｇ／cm（＝ 0.9Ｎ／cm）とした。これを発明例とする。
【００３９】
一方、従来は図２に示す装置を使用していた。図２に示す装置で電磁鋼板に前述の溶剤を塗装する場合には、搬送速度は 152ｍ／分であった。ブレード６先端部の押圧力の調整は、作業員がハンドノブ11を適宜回転して行なうので、押圧力を自動制御するのは不可能であるばかりでなく、作業員の個人差による押圧力の変動が生じるのは避けられなかった。これを従来例とする。図４に発明例と従来例について、板幅方向での膜厚分布を調査した結果を示す。発明例では、従来例に比べ、板幅方向での膜厚が均一となっている。
【００４０】
発明例と従来例について、膜厚不良コイルの発生率を調査した。ここで膜厚不良コイルとは、塗装被膜の膜厚を塗装剤２の目付量で評価して、その許容量が 0.6〜1.0 ｇ／ｍ2 の電磁鋼板を製造したときに、膜厚が許容範囲を外れたコイルを指す。また、膜厚不良コイルの発生率は下記の式で算出される値である。
【００４１】
膜厚不良コイルの発生率（％）＝ 100×Ｍ1 ／（Ｍ1 ＋Ｍ2 ）
Ｍ1 ：膜厚が許容範囲を外れたコイルの数（個）
Ｍ2 ：膜厚が許容範囲を満足するコイルの数（個）
従来例では膜厚不良コイルの発生率が 0.2％であったのに対して、発明例では０％であった。つまり発明例では膜厚不良は発生せず、本発明を適用して塗装被膜を形成した電磁鋼板は、その全てのコイルの全長，全幅にわたって膜厚が許容範囲を満足した。
【００４２】
以上に説明したように、本発明によれば、電磁鋼板のように塗装皮膜の均一性が厳しく要求される鋼板を高生産性かつ高品質で安定して製造できることが確かめられた。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明を適用する装置の例を模式的に示す配置図である。
【図２】従来の装置の例を模式的に示す配置図である。
【図３】本発明を適用する装置の他の例を模式的に示す配置図である。
【図４】塗装した鋼板の板幅方向の膜厚（目付量）分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１  鋼板
２  塗装剤
３  アプリケーターロール
４  ピックアップロール
５  メタリングロール
６  ブレード
７  加圧部材
８  ピボット
９  圧力調整チューブ
10  プレコートノズル
11  ハンドノブ
12  塗装剤容器
13  固定部材
【図１】
2005185992.tif 000003
【図２】
2005185992.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005185992.tif 000006