JP4291432B2 - 塗装装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は長尺状の薄金属板やプラスチックフィルム等の基材の表面に、連続的に模様を形成する塗装装置に関するものであり、さらに詳しくは異なる種類の塗料による基材表面の全面への帯、筋、縞目等の模様を任意に変化させつつ効率よく、ローコストで行うことができる塗装装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、長尺の基材に2種類の塗料を用いて連続的に帯、筋、縞目等の模様を形成する塗装装置は、特公昭64−106号公報に記載された装置、すなわち図14、図15に示す装置がある。この装置は塗装溝bの開口部分を基材aにて完全に密封し、X、Yの2種類の色の異なる塗料を塗装溝bに供給すると共に、塗装溝b内部で完全に攪拌する前の段階(完全にではなく半分混じりあっている状態)で基材aを矢印方向に連続的に移動させることにより、基材aの表面に縞目模様を形成するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記した塗装装置によって、基材aには縞目模様が形成されるが、その縞目に変化を持たせるためには塗料X、塗料Yの混合比や塗料X、塗料Yに含まれる溶剤の量を調整したり、基材aの移動速度を調整するほかに方法がなく、温度の影響を受け易い上に同一の模様を再現するのが難しく、さらには変化させることができる模様のパターンが乏しかった。また、塗料X、塗料Yが半練り状に混合されているため、輪郭が鮮明でくっきりした模様を形成できなかった。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような欠点を除去するために、請求項1記載の第1発明に記載したように、連続した長尺薄板状の基材の表面に模様を形成する塗装装置において、基材の表面を接触しつつ横断するように設置し基材に塗料を転写する転写ロールと、転写ロールと並置した載塗料ロールと、略四角柱のダイスとダイスの一側面に塗装ヘッドを形成して載塗料ロールの表面に主塗料を施す主塗料供給装置と、主塗料が表面に施された状態の載塗料ロール、転写ロール、基材のうち少なくとも1つを上方にて横断するように副塗料を吐出する複数のパイプを列設し、パイプはそれぞれが流量調節可能なバルブを備えている副塗料吐出装置とから構成される塗装装置を提案するものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下に図面を用いて、本発明に係る塗装装置について説明する。図1は本発明の第1発明に係る塗装装置αの概略を示す斜視図、図2(a)〜(c)はその部分拡大図であり、A、Bはそれぞれ異なる種類の塗料、Cは支持ロール、Dは載塗料ロール、Eは転写ロール、Fは主塗料供給装置である塗装ヘッド、Gは副塗料吐出装置、βは基材である。小矢印は、各ロールの回転方向等、中矢印は基材βの移動方向、大矢印は副塗料吐出装置Gの移動方向を示すものである。
【0006】
基材βは長尺状で連続した各種薄金属板、プラスチックフィルム等からなるもので、幅は任意、厚さは約0.2〜1.5mm位のものであり、塗装装置αにより表面に模様を塗装される被塗装体である。
【0007】
支持ロールCは図1に示すように矢印方向に回転し、基材βの裏面と密着し基材βを次工程(乾燥、焼き付け、切断等)に移動させるものであり、基材βに対してテンションを加え、基材βが搬送途中に蛇行したり、撓んだりしないように安定して移動させるものである。
【0008】
載塗料ロールDは、転写ロールEと略同等の幅を有するもので、図1においては、塗装ヘッドF、副塗料吐出装置Gから供されるそれぞれ種類の異なる塗料A、Bをその表面に付し、その塗料A、Bを転写ロールEに転写する構成を示している。この場合、載塗料ロールDの表面の、基材βにほぼ等しい幅の全面に亘って塗料Aを施した後、塗料A上から塗料Bを任意の模様で施すものである。載塗料ロールDの表面の材質としては金属、合成樹脂、ゴム等任意に選択できるが、塗料が付着しやすく弾性を有したゴムロールが好ましいものである。
【0009】
転写ロールEは、基材βの表面にて接触しつつ横断するように設置し、載塗料ロールDと並置し、かつ支持ロールCと基材βを介して対峙するように設置するものであり、矢印方向に基材βの移動速度と同一の速度、もしくは異なる速度で、もしくは矢印方向と反対の方向に回転する。また、塗装ヘッドFにより載塗料ロールDの表面に形成された模様は、転写ロールEに転写され、さらに基材βの表面に転写されるものであるが、載塗料ロールDと転写ロールEとの間隔△Tを変化させたり、もしくは載塗料ロールDと転写ロールEの回転速度を異ならせたり、任意に変化させながら行うことにより、基材βの表面に表れる塗料A、Bによる模様に変化をもたせることも可能である。なお、転写ロールEの表面の材質としては金属、合成樹脂、ゴム等任意に選択できるが、塗料が付着しやすいゴムロールが好ましいものである。間隔△Tとしては、0〜2.0μ程度で、好ましくは0.15〜0.50μ程度であり、上述したように任意に変化させることができる。
【0010】
図1では、塗装ヘッドFを用いて載塗料ロールDへの塗料Aの載置を行う例を示しており、例えば図2(a)に示すような構成のものを用いるものである。すなわち塗装ヘッドFは、略四角柱のダイス1と、ダイス1の一側面の載塗料ロールDに面するヘッド2と、ヘッド2の略中央部分に断面半円状の細い塗装溝3を形成したものである。さらに、ヘッド2の上方端部には舌片2aを設け、塗料Aの膜厚を調整すると共に、塗料Aの切れを良くすることができる。また、ダイス1内において塗装溝3に塗料Aを供給するパイプ4が接続パイプ5を介して連結されている。なお、図2(c)に示すように、ヘッド2と載塗料ロールDの表面とは最短で△sの距離を有し、△s=0.01〜2.0μ程度で、好ましくは0.15〜0.50μ程度であり、任意に調整可能であることが好ましい。
【0011】
塗料Bを載塗料ロールD上に載置するには、例えば図2(b)に示すような構成を有する副塗料吐出装置Gを用いるものであり、11はダイス、12はヘッド、13はパイプ、14は供給パイプ、15はバルブである。すなわち、副塗料吐出装置Gは、主塗料が表面に施された状態の載塗料ロールD、転写ロールE、基材βのうち少なくとも1つを上方にて横断するように副塗料Bを吐出する複数のパイプ13を列設し、さらにパイプ13はそれぞれが流量調節可能なバルブ15を備えた構成を有するものであって、図1では載塗料ロールD上に配した例を示している。
【0012】
副塗料吐出装置Gは、略四角柱のダイス11と、ダイス11の一側面の載塗料ロールDに面するヘッド12を有するものである。また、ダイス11内において、ヘッド12に塗料Bを供給する供給パイプ14がパイプ13に連結されており、各々の供給パイプ14の先端もしくは中途には、それぞれ独自に開閉自在なバルブ15が設けられている。なお、図2(c)に示すように、ヘッド12、もしくはパイプ13の先端と塗料Aを載置していない状態の載塗料ロールDの表面とは、△tの距離を有し、△s≦△tなる関係を有する。
【0013】
副塗料吐出装置Gは、パイプ13に備えた各バルブ15は、各々独立して調整可能とし、パイプ13毎に塗料Bの流量を増減させたり、止めたりすることができ、さらに、副塗料吐出装置Gは、図1の大矢印に示すように、基材βの進行方向に対して直角の方向に自由に移動可能とすることができるようにすることにより、基材βの縞目模様の太さを調節したり、途切れさせたり、迂曲させたりして変化に富んだ縞目模様を形成することが極めて容易となる。なお、図示しないが、副塗料吐出装置Gはダイス11、ヘッド12等を有さずにパイプ13、供給パイプ14、バルブ15等を露出させた状態でもよく、さらにはパイプ13の先端からの塗料Bの吐出を、スプレー状に行うこともできる。
【0014】
載塗料ロールDの表面に塗料Aを施した直後で、殆ど乾燥しないうちに塗料Aの塗膜上から塗料Bを施すことで、塗料A、Bが適度に混じり合った独特な模様を基材βに形成することが可能になる。なお、供給する塗料A、Bはアクリル系、ウレタン系、エポキシ系、ポリエステル系、フッ素樹脂系等の一種以上からなり、少なくともそれぞれの色が異なるものであり、勿論、塗料A、Bの性質自体が異なるものでもよい。また、塗料A、Bのどちらか一方をインク等の各種顔料のみとして供給してもよい。また、塗料A、Bの何れか一方、もしくは両方に、塗料A、Bの回転による混合を助長する溶剤を混入しておくこともでき、溶剤の種類としてはアルコール類、ケトン類、エステル類、グリコールエーテル類、エーテル類、炭化水素類のうち、1種以上である。塗料A、Bに混合する溶剤の種類、量により、基材βに転写される模様の風合いを変化させることもできる。
【0015】
載塗料ロールDの表面に模様が形成される仕組みとしては、塗装ヘッドFにおいて、パイプ4から供給される塗料Aを接続パイプ5を経て塗装溝3に至らしめ、載塗料ロールDを矢印方向に回転させることによって塗装溝3内の塗料Aを載塗料ロールDに一定厚に塗布する。次に、副塗料吐出装置Gの供給パイプ14から供給される塗料Bを各パイプ13を経てヘッド12から、載塗料ロールDの表面に塗布された塗料A上に塗布する。この際、副塗料吐出装置Gを、基材βの幅方向を反復するように移動させたり、各バルブ15を任意に開閉させることにより、塗料Bによって基材βの表面に迂曲したり、途切れたりした縞目模様を形成することができる。
【0016】
図3は、上記塗装装置αを連続ラインに組み込んだ場合の一連の装置の配列を示す説明図であり、アンコイラH、テンションロール群I、塗装装置α、焼付炉J、冷却装置K、テンションロール群L、リコイラMより構成されるものである。
【0017】
アンコイラHは基材βをコイル状にストックしておくものであり、また、ピンチローラ21と共に次工程へと基材βを搬送するものである。
【0018】
テンションロール群I、Lは後記する塗装装置α、焼付炉J、冷却装置Kを挟持するように形成するものであり、基材βに引っ張りの力(テンション)を加えるものである。その構成としてはクランク状に駆動ローラ22を複数配列するものであり、テンションロール群Iの回転スピードをテンションロール群Lの回転スピードよりわずかに遅らせるとなお効果的である。
【0019】
塗装装置αはテンションロール郡Iの駆動ローラ22をそのまま支持ロールCとして利用し設置するものである。
【0020】
次に、焼付炉Jはインク、塗料を焼き付け乾燥させるものであると共に、密閉空間で内部はガスの燃焼熱等を利用した加温雰囲気状態であり、温度分布的に乾燥部23、焼付部24、徐冷部25の3つに分けられ、山状の温度分布を示すものである。すなわち、乾燥部23は常温〜摂氏約100度、焼付部24は摂氏約100度〜300度、徐冷部25は摂氏約300度〜50度位の温度分布を示すものである。
【0021】
また、焼付炉Jから後記する冷却装置Kまでの間は、基材βを支持するフリーローラやコンベア等が全く無く、焼き付け乾燥および冷却工程において、熱の伝わりの障害物を排除し、効率よく安定して行うものである。このため、基材βは自重により下方にある程度たわむので、このたわみの頂点となる部分の真下の地面にセンサー26を配設し、地面と基材βの頂点との距離△lを監視して、基材βが地面に設置しないように調整するものである。
【0022】
冷却装置Kは、焼付炉Jから出てきた基材βを常温まで冷却するものであり、密閉された空間からなるものである。内部には水噴射器27とブロア装置28が基材βの表面および裏面に順に設置してあり、基材βに水噴射器27から水を噴射して常温まで冷却すると共に、ブロア装置28より圧縮された空気を噴射して基材βについた水滴を除去するものである。冷却装置Kの地面には水を回収するパレットが設置してあり、このパレットはパイプを介して水タンク兼チラー装置につながれ、再び水噴射器27へと導かれる循環構造になっているものである。また、ブロア装置28はコンプレッサ等の圧縮装置につながれているものである。
【0023】
リコイラMはピンチローラ29によって導かれる塗装後の基材βを再びコイル状にストックしておくものである。なお、図中30はフリーローラであり、基材βの支持装置として、焼付炉Jおよび冷却装置K以外の各場所に任意に複数設置するものである。
【0024】
【その他の実施例】
以上説明したのは本発明に係る塗装装置αの一実施例であり、以下に述べる構成を有する転写装置αを形成することができる。
【0025】
図4は、副塗料吐出装置Gを転写ロールE上に配した例である。副塗料吐出装置Gを転写ロールE上に配することにより、塗装ヘッドFが載塗料ロールA表面に施す塗料Aに含まれる溶剤が、載塗料ロールDと転写ロールEの一部を経ることによって、塗料Aに含まれる溶剤が適当に蒸散した状態の塗料A上から塗料Bを塗布することになり、塗料Bが塗料Aに浸透しにくくなる。従って、副塗料吐出装置Gを転写ロールD上に配置した場合に比べて、鮮明な縞目模様を基材β表面に形成することができ、さらに塗料Aが副塗料吐出装置Gに付着するのを防止することができる。
【0026】
図5は、副塗料吐出装置Gを転写ロールEによる転写過程を経た後の基材β上に配した例である。図5のような位置に副塗料吐出装置Gを配することにより、塗装ヘッドFが載塗料ロールA表面に施す塗料Aに含まれる溶剤が、載塗料ロールD、転写ロールE、及び基材βの表面の一部を経ることによって、塗料Aに含まれる溶剤が適当に蒸散した状態の塗料A上から塗料Bを塗布することになり、塗料Bが塗料Aに浸透しにくくなる。従って、図4に示した構成を採った場合よりも、さらに鮮明な縞目模様を基材β表面に形成することができ、塗料Aが副塗料吐出装置Gに付着するのを防止することができる。
【0027】
図6(a)、(b)および図7は、それぞれ独立したヘッドN1 、N2 を組み合わせて副塗料吐出装置Nを構成した例である。ヘッドN1 、N2 は図6(b)に示すようにそれぞれ別途に動かすことができ、基材βの表面に変化に富んだパターンの模様を形成するのに有効である。この場合、ヘッドN1
、N2 のいずれか一方を固定し、もう一方のみを動かしてもよく、さらにヘッドN1 、N2 にはそれぞれ種類の異なる塗料を供給して基材βの表面に塗布することもできる。なお、図示しないが、副塗料吐出装置Nを3種類以上のヘッドを組み合わせて形成することもできる。
【0028】
また、図8(a)、(b)に示すように、略四角柱のダイス31と、ダイス31の一側面の載塗料ロールDに面するヘッド32と、ヘッド32の略中央部分に断面半円状の細い塗装溝33を形成した塗装ヘッドFを用いることもできる。この場合、ヘッド32の下方端部には舌片32aを設け、また、ダイス31内に塗装溝33と平行となるように混合室34を設け、混合室34の奥には塗料Aを供給する第1パイプ35が連結されており、第1パイプ35の途中には第2パイプ36が連結されている。また、塗装溝33と混合室34は複数の接続パイプ37によって接続されており、各々の接続パイプ37の途中には、開閉自在なバルブ38が設けられている。
【0029】
載塗料ロールDの表面に模様が形成される仕組みとしては、図9に示すように、第1パイプ35から塗料Aを供給し、第2パイプ36から異なる色の塗料A´をそれぞれ供給すると、塗料A、A´は混合室34に充填されると共に回転しはじめ、半練り状(完全にではなく半分混じりあっている状態)となり、接続パイプ37内を移動して、塗装構内でさらに回転を加え、そこを載塗料ロールDの表面が移動することにより、転写ロールEの表面に連続的な帯、筋、縞目状の模様が形成されるものである。塗装ヘッドFにて形成した模様上に、副塗料吐出装置Gによって新たな模様を形成し、基材βの表面にぼやけた縞目と鮮明な縞目を重ねて形成でき、変化に富んだパターンの模様を形成することができる。
【0030】
また、図10(a)は塗装ヘッドFの塗装溝3の左右両端に弾性体41を配設した例である。弾性体41は、浸水性を有するもので、基材βの幅方向両端縁に相当する範囲に配し、塗装溝3の左右外方に塗料が漏れるのを防止するものである。図10(b)は塗装溝3をヘッド2の両端近傍まで延長すると共に、図10(c)に示すように先端に弾性体41を装着した調整棒42を塗装溝3の両端に挿入して、矢印方向に移動可能とした塗装ヘッドFの例であり、特に基材βの幅の変化に対応して、塗装する幅を矢印方向に任意に変更する際に有効なものである。
【0031】
また、図11に示すように、必要に応じて洗浄装置Oを載塗料ロールD、転写ロールEに隣接させることができる。すなわち、載塗料ロールDにおいては塗料A(副塗料供給装置Gの位置によっては塗料Bも含む)を転写ロールEに転写した後、転写ロールEにおいては塗料A(副塗料供給装置Gの位置によっては塗料Bも含む)を基材βに転写した後、余剰な塗料や転写しきれなかった塗料が載塗料ロールD及び転写ロールEの表面に残存しており、これを主に洗浄すると共に、転写後の転写ロールEの全面をきれいに洗浄して、新たな模様の形成に影響しないようにするものである。
【0032】
さらに具体的には、洗浄装置Oは洗浄ロール51、パレット52、ドクター53とから構成されているものである。洗浄ロール51は表面が例えば繊維状物、合成樹脂発体、ゴム等の浸透性に優れた素材からなり、転写ロールEと接すると共に転写ロールEに対応して回転し、かつ、パレット52内に充填された溶剤54を浸潤し、転写ロールEに付着した余剰塗料を洗浄するものである。
【0033】
ドクター53は最終的に転写ロールEに付着した余剰塗料や溶剤54を掻き取り、転写ロールEの表面の付着物を全て除去するものである。また、溶剤54は塗料A、B及び塗料A、Bに混合された溶剤の性質により、例えば、水、シンナー等任意に選択するものである。
【0034】
図12は支持ロールC´を配し、基材βの経路を変更した例である。
【0035】
なお、図示しないが、副塗料吐出装置Gもしくは副塗料吐出装置Nを載塗料ロールD、転写ロールE、塗料Aの転写過程を終えた基材βのうち、少なくとも2箇所以上に配し、変化に富んだ模様を基材β上に形成することも可能である。
【0036】
以上は本発明の変形例について説明した。また、本発明は、上記したあらゆる構成の任意の組合わせが可能である。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る塗装装置によれば、(1)簡単な調整で変化に富んだ縞目模様を、基材表面に任意に形成することができる。(2)迂曲したり、途切れたりした縞目模様を、基材表面に任意に形成することができる。(3)鮮明な模様を、基材表面に形成することができる。等の特徴、効果がある。
【0038】
なお、図示しないが、副塗料吐出装置Gもしくは副塗料吐出装置Nを載塗料ロールD、転写ロールE、塗料Aの転写過程を終えた基材βのうち、少なくとも2箇所以上に配し、変化に富んだ模様を基材β上に形成することも可能である。
【0039】
以上は第1発明の変形例について説明したが、勿論、第2発明についても同様の構成を採ることができる。また、本発明は、上記したあらゆる構成の任意の組合わせが可能である。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る塗装装置によれば、▲1▼簡単な調整で変化に富んだ縞目模様を、基材表面に任意に形成することができる。▲2▼迂曲したり、途切れたりした縞目模様を、基材表面に任意に形成することができる。▲3▼鮮明な模様を、基材表面に形成することができる。等の特徴、効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る塗装装置の例を示す説明図である。
【図2】本発明に係る塗装装置の部分説明図である。
【図3】塗装装置をラインに組み込んだ際の配列を示す説明図である。
【図4】塗装装置を構成する塗装ヘッドのその他の例を示す説明図である。
【図5】塗装装置を構成する塗装ヘッドのその他の例を示す説明図である。
【図6】塗装装置の構成のその他の例の説明図である。
【図7】塗装装置の構成のその他の例の説明図である。
【図8】塗装装置を構成する塗装ヘッドのその他の例を示す説明図である。
【図9】塗装装置を構成する塗装ヘッドのその他の例を示す説明図である。
【図10】塗装装置を構成する塗装ヘッドのその他の例を示す説明図である。
【図11】塗装装置の構成のその他の例の説明図である。
【図12】塗装装置の構成のその他の例の説明図である。
【図13】塗装装置の従来例を示す説明図である。
【図14】塗装装置の従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
a 基材
b 塗装溝
A 塗料
A´ 塗料
B 塗料
C 支持ロール
D 載塗料ロール
E 転写ロール
F 塗装ヘッド
F´ パレット
G 副塗料吐出装置
H アンコイラ
I テンションロール群
J 焼付炉
K 冷却装置
L テンションロール群
M リコイラ
N 副塗料吐出装置
N1 ヘッド
N2 ヘッド
O 洗浄装置
X 塗料
Y 塗料
α 塗装装置
β 基材
1 ダイス
2 ヘッド
2a 舌片
3 塗装溝
4 パイプ
5 接続パイプ
11 ダイス
12 ヘッド
13 パイプ
14 供給パイプ
15 バルブ
21 ピンチローラ
22 駆動ローラ
23 乾燥部
24 焼付部
25 徐冷部
26 センサー
27 水噴射器
28 ブロア装置
29 ピンチローラ
30 フリーローラ
31 ダイス
32 ヘッド
33 塗装溝
34 混合室
35 第1パイプ
36 第2パイプ
37 接続パイプ
38 バルブ
41 弾性体
42 調整棒
51 洗浄ロール
52 パレット
53 ドクター
54 溶剤
Claims (1)
- 連続した長尺薄板状の基材の表面に模様を形成する塗装装置において、基材の表面を接触しつつ横断するように設置し基材に塗料を転写する転写ロールと、該転写ロールと並置した載塗料ロールと、略四角柱のダイスと該ダイスの一側面に塗装ヘッドを形成して該載塗料ロールの表面に主塗料を施す主塗料供給装置と、主塗料が表面に施された状態の載塗料ロール、転写ロール、基材のうち少なくとも1つを上方にて横断するように副塗料を吐出する複数のパイプを列設し、該パイプはそれぞれが流量調節可能なバルブを備えている副塗料吐出装置とから構成されることを特徴とする塗装装置。
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