JP6102195B2 - ロールコータ用カバー - Google Patents

Description

本発明は、鋼帯に連続的に塗工液を塗装するロールコータに用いられるロールコータ用カバーに関する。

鋼帯に連続的に化成処理液、塗料等の塗工液を塗装するのに、ロールコータが広く用いられている。ロールコータには、２本のコータロールを用いるロールコータ（２ロールコータ）や３本のコータロールを用いるロールコータ（３ロールコータ）等がある。

ここで、３ロールコータは、図５に示すように、ピックアップロール３、メタリングロール４及びアプリケータロール５を備える。３ロールコータでは、コータパン１内の塗工液２をピックアップロール３が汲み上げ、汲み上げた塗工液２の液量（付着量）をメタリングロール４で調整した後、アプリケータロール５に転写し、アプリケータロール５に転写した塗工液２を鋼帯６に転写し、鋼帯６を加熱炉で乾燥・焼付して所望の塗膜を有する鋼帯を得る。

図５中の実線矢印はロールの回転方向、鋼帯の走行方向を示す。３ロールコータでは、ピックアップロール３とメタリングロール４の転接部において、ピックアップロール３とメタリングロール４が同じ方向に進行するように回転する場合と、逆方向に進行するように回転する場合がある。

上記のロールコータで鋼帯に塗工液を塗装すると、アプリケータロール５から塗工液が飛散する問題がある。図５中の点線矢印は、アプリケータロール５からの塗工液の飛散方向を示す。塗工液が飛散すると、設備や環境を汚染するだけでなく、製品に付着して外観不良になる問題がある。
アプリケータロールからの塗工液の飛散を防止する技術として、以下の技術が開示されている。

特許文献１には、塗工液の飛散を防止するため、ピックアップロール周速を２０〜８０ｍｐｍ、アプリケータロール周速を通板速度以上の２００〜１０００ｍｐｍ、塗工液粘度を１〜１０ｍＰａ・ｓに設定することが記載されている。しかし、実際の塗装では、塗工液の付着量制御、塗装外観の安定化のために、ロール周速及び塗工液粘度などの塗装条件を優先して決定する必要があり、塗工液の飛散防止を優先して塗装条件を決定することができない。特にアルミニウム粉や艶消し剤などの固形物を含んだ塗料は、良好な付着量制御、良好な塗装外観を確保できる塗装条件の範囲が狭いため、良好な付着量制御、良好な塗装外観を確保しながら塗料の飛散を防止できる塗装条件を決定することは著しく困難である。

特許文献２には、アプリケータロール表面の鋼帯幅を超える部分に残存した塗布液がロール回転の遠心力によってアプリケータロールから飛散する問題を、空隙部を有する塗布液吸収材をアプリケータロール胴部側面に接触させて設け、アプリケータロール表面に残存する塗布液を前記塗布液吸収材に吸収させ、吸収した塗布液を塗布液吸収材の空隙部を通って下方に流下させることで、アプリケータロールからの塗布液の飛散を防止することが記載されている。しかし、本発明者らが検討したところ、この方法は、アプリケータロールからの塗工液の飛散を防止する効果が不十分であった。

特開平１０−３０９５１２号公報 特開２００８−１４９２５９号公報

本発明は、前記従来技術の問題点を鑑みて、アプリケータロールからの塗工液の飛散を防止できるロールコータ用のカバーを提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の手段は下記のとおりである。
すなわち、コータパン内の塗工液をピックアップロールで汲み上げ、汲み上げた塗工液の液量をメタリングロールに転接して調整した後、アプリケータロールに転接して転写し、アプリケータロールに転写した塗工液を鋼帯に転写するロールコータに用いるロールコータ用カバーであって、該ロールコータ用カバーは、ピックアップロールとメタリングロールとの接触位置とピックアップロールとアプリケータロール接触位置の間のピックアップロール側面上部を覆う略扇形形状の縦覆い部、前記縦覆い部の略扇形の外周部に連設してピックアップロールのロール胴部の外周面端部を覆う上横覆い部、および前記縦覆い部の略扇形の内周部に連設してピックアップロールのロール軸まで延設される軸覆い部を有し、前記縦覆い部はピックアップロールの側面に摺接して略扇形形状のメタリングロール側直線部にてピックアップロール側面に付着した塗工液の掻き取りが可能であり、前記上横覆い部はピックアップロールの外径と略同一の曲率半径を有する短冊状部と、メタリングロール外径と略同一の曲率半径の凹状の曲面を有するメタリングロール摺接部と、アプリケータロール外径と略同一の曲率半径の凹状の曲面とを有するアプリケータロール摺接部を有することを特徴とするロールコータ用カバー。

本発明のロールコータ用カバーによれば、ロール周速、塗工液の粘度等の塗装条件にかかわらず、アプリケータロールからの塗工液の飛散を防止できる。また、本発明のロールコータ用カバーは、ロールコータ設置に際し、ロールコータ上の取り付け位置を定めやすく、迅速に設置することができる。

本発明の実施形態に係るロールコータ用カバーを設置したロールコータの要部を示す側面図である。 本発明のロールコータ用カバーを配置したピックアップロールの要部を示す側面図（ａ）、平面図（ｂ）および断面図（ｃ）である。 本発明のロールコータ用カバーを設置したピックアップロールのアプリケータロール側概略斜視図である。 本発明のロールコータ用カバーを設置したピックアップロールのメタリングロール側概略斜視図である。 従来技術の３ロールコータの要部を示す側面図である。

本発明者らは、アプリケータロールで発生する塗工液の飛散について種々調査したところ、以下の事項が明らかになった。
コータパンに下部が浸漬されたピックアップロール側面（胴部側面）に付着して持ち上げられた塗工液が、ピックアップロール回転による遠心力によりピックアップロール側面外周側に移動し、一部はさらにピックアップロールの胴部の外周面端部にも移動し、アプリケータロールとの転接部でアプリケータロール側面に移動し、またアプリケータロール外周面端部に転写される。アプリケータロール側面に移動した塗工液と外周面端部に転写された塗工液は、アプリケータロールの遠心力によりアプリケータロール側面外周側及び胴部の外周面端部へ移動する。
また、アプリケータロール外周面に転写された塗工液は鋼帯に転写されるが、アプリケータロールの鋼帯幅を超える部分には塗工液が転写されずに残存し、ロール回転の遠心力により、アプリケータロール外周面端部に移動する。
これらにより、アプリケータロール側面外周側及び外周面端部で液膜が次第に厚くなり、アプリケータロールから塗工液が飛散するようになる。

本発明者らは、ピックアップロールとアプリケータロールの転接部でピックアップロール側面からアプリケータロール側面への塗工液の移動を防止し、またアプリケータロールでのピックアップロール外周面端部からアプリケータロール外周面端部への塗工液の転写を防止すれば、アプリケータロールからの塗工液の飛散を防止できると考えた。本発明はこの考えに基づくものである。
以下、本発明のロールコータ用カバーについて図１〜４を用いて詳しく説明する。

図１は本発明の実施形態に係るロールコータ用カバー７を配置したロールコータの要部を示す側面図である。図１において、１は塗工液２を貯留するコータパン、３はピックアップロール、４はメタリングロール、５はアプリケータロール、６は鋼帯、７は本発明のロールコータ用カバーである。また、３１、４１、５１は各々のロールのロール軸である。図１のロールコータでは、コータパン１内の塗工液２をピックアップロール３で汲み上げ、汲み上げた塗工液２の液量をメタリングロール４に転接して調整した後、アプリケータロール５に転接して転写し、アプリケータロール５に転写した塗工液２を鋼帯６に転写する。

図２は、本発明の実施の形態に係るロールコータ用カバーを取り付けたピックアップロールの要部を示す図であり、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は平面図、図２（ｃ）は（ａ）のＸ−Ｘ′断面図である。また、図３は、アプリケータロール側から見たロールコータ用カバー７の概略斜視図、図４は、メタリングロール側から見たロールコータ用カバー７の概略斜視図である。

図１あるいは図２（ａ）に示すように、ロールコータ用カバー７は、ピックアップロール３とメタリングロール４とが転接する接触位置ａと、ピックアップロール３とアプリケータロール５とが転接する接触位置ｂの間のピックアップロール側面上部を覆う縦覆い部７１を有する。縦覆い部７１は図２（ｃ）に示すように、ピックアップロール３の側面と当接し、ピックアップロール３回転時に摺接する。

また、ロールコータ用カバー７は、図２（ａ）に示すように、縦覆い部７１の内周部に連設してピックアップロールのロール軸３１まで延設される軸覆い部７３を有する。ここで軸覆い部７３は、図２（ｃ）に示すように、縦覆い部７１の内周部に連設する傾斜部７３ｂ、ピックアップロールのロール軸３１のロール胴側近傍部と当接しピックアップロール３回転時に摺接するロール軸当接部７３ａとからなり、ロール軸当接部７３ａはピックアップロールのロール軸３１のロール胴側近傍部を覆い、塗工液の付着を防止する。

また、ロールコータ用カバー７は、ロール軸受けの架台に取り付けられた保持金具（図示せず）により固定される。固定に際しては、傾きやずれ防止のため、ロールコータ用カバー７上の複数の箇所で固定することが好ましい。さらに、ロールの組み込みの際に、若干ロール軸方向にずれることがあるため、保持金具による固定は位置調整可能とすることが好ましい。また、保持金具に代えて、ばねやピストン、エアチューブなどを使用し、一定圧でロール軸受け架台に押し付けるようにしてもよい。

さらに、ロールコータ用カバー７は、図２（ｃ）および図３に示すように前記縦覆い部７１の略扇形の外周部に連設し、ピックアップロール３の外径と略同一の曲率半径を有してピックアップロール３のロール胴部の外周面端部を覆う上横覆い部７２を有する。ここで、上横覆い部７２は、ピックアップロールの胴部の外径と略同一の曲率半径を有する短冊状部７２Ｂを有するとともに、メタリングロール側の端部にメタリングロール外径と略同一の曲率半径の凹状の曲面であるメタリングロール摺接部７２Ｍ、アプリケータロール側端部にアプリケータロール外径と略同一の曲率半径の凹状の曲面であるアプリケータロール摺接部７２Ａを有する。

図１に示すように、ピックアップロール３の下部は、塗工液２に浸漬されている。コータパン１から引き上げられた直後のピックアップロール側面には、ピックアップロール３の浸漬深さに対応する幅（ピックアップロール外周からの幅、図１中の寸法Ａ′）の塗工液２が付着する。

本発明のロールコータ用カバー７の略扇形形状の縦覆い部７１はある程度の厚さ、具体的には、５ｍｍ〜１５ｍｍ程度を有し、図４に示すようにピックアップロール側面に摺接するように取り付けられることにより、その略扇形形状のメタリングロール側直線部７１Ｍにて、ピックアップロールに付着した塗工液２を掻き取る。
すなわち、縦覆い部７１は、ピックアップロール３とメタリングロール４との接触位置ａからアプリケータロール側に向かってピックアップロール側面を覆うものであり、ピックアップロール３の側面に付着した塗工液２は、ロールコータ用カバー７の縦覆い部７１のメタリングロール側直線部７１Ｍにて、ピックアップロール３から掻き取られ、ピックアップロール３側面からアプリケータロール５側面への塗工液２の移動を防止する。

なお、ピックアップロールとメタリングロールの接触位置ａでは、ピックアップロール３側面に付着している塗工液２の幅（ピックアップロール外周からの幅：Ａ）は、コータパン１から引き上げられた直後のピックアップロール３側面に付着している塗工液２の幅、すなわちピックアップロール３の浸漬深さに対応する幅Ａ′より小さくなる（図１参照）。
したがって、前記縦覆い部７１のメタリングロール側直線部７１Ｍの長さは、ピックアップロール３側面上でロール半径方向に、少なくともピックアップロールの浸漬深さに対応する幅Ａ′以上の長さとすることが、ピックアップロール側面に付着している塗工液２を確実に掻き取ることができるため好ましい。

なお、縦覆い部７１の厚さは、ピックアップロールに付着した塗工液２を縦覆い部７１のメタリングロール側直線部７１Ｍにて確実に掻き取ることができる厚さとすればよく、塗料の粘度、ピックアップロールの周速などにより、適宜設定すればよい。ここで、縦覆い部７１が薄いと、塗料の粘度、ピックアップロールの周速などによっては掻き取った塗料が縦覆い部７１に乗り上がってしまう事もあるため、縦覆い部７１の厚さは、掻き取った塗料が縦覆い部７１に乗り上がることなく、下方に掻き落とすことができる厚さとすることが好ましい。

ピックアップロール３側面に付着した塗工液２が掻き取られたピックアップロール３は、メタリングロール４と転接し、ピックアップロール３の外周面（胴面）の塗工液の付着量が調整される。この際、メタリングロール４の外周面にも塗工液が付着し、ロール回転の遠心力により、メタリングロール４外周面の端部に集まり、さらにメタリングロール４側面に移動して、塗工液２が掻き取られた後のピックアップロール７の側面に付着する場合がある。

ここで、本発明のロールコータ用カバー７は、メタリングロール側端部にメタリングロール摺接部７２Ｍを設けた上横覆い部７２を有する。ピックアップロールの外径と略同一の曲率半径を有してピックアップロールのロール外周面端部を覆う上横覆い部７２に、メタリングロール外径と略同一の曲率半径の凹状の曲面を有する上記メタリングロール摺接部７２Ｍを設けることで、メタリングロール４とロールコータ用カバー７が摺接し、もって、メタリングロール４外周部からメタリングロール４側面への塗工液の移動を防止し、ピックアップロール３側面への塗工液の付着を防止することができる。

メタリングロール摺接部７２Ｍは、前記縦覆い部７１のメタリングロール側直線部７１Ｍとピックアップロール外周面端部側で連設し、メタリングロール４と摺接することで、縦覆い部７１のメタリングロール側直線部７１Ｍにてロール側面の塗工液２を掻き取られた直後から、ピックアップロール4の外周面端部への塗工液２の再付着を防止できる。
また、メタリングロール摺接部７２Ｍは、少なくともメタリングロールのロール外周面の端部からロール幅の中心方向への長さを５ｍｍ以上とすることが好ましい。なお、該長さが長すぎると、メタリングロールの外周面に薄く付着している、塗工液の飛散に影響を及ぼさない塗工液まで掻き落とすこととなるため、ロール外周面端部の形状や塗工液の粘度を考慮して、ピックアップロール３の外周面端部への塗工液２の再付着を確実に防止できる程度の長さとし、塗工液の飛散に影響を及ぼさず掻き落とす必要のない塗工液を最小とするようにすることが好ましい。
また、メタリングロール４と接する幅、すなわち円周方向長さ（弧長）は特に規定する必要はなく、メタリングロールや上覆い部７２の形状等に合わせて適宜設定すればよい。

メタリングロール４で塗工液２の付着量を調整したピックアップロール３は、アプリケータロール５と接触位置ｂで転接して、外周面上の塗工液２をアプリケータロール５に転写する。ここで、本発明のロールコータ用カバーは、アプリケータロール摺接部７２Ａを、アプリケータロール５の外周面、すなわちアプリケータロール５の胴部の外径と略同一の曲率半径の凹状の曲面としている。

本発明のロールコータ用カバーは、上記したように、メタリングロールの胴部外径と略同一の凹状の曲面を有するメタリングロール摺接部７２Ｍをメタリングロール４に摺接するように配置し、また、アプリケータロール５の胴部外径と略同一の曲率半径を有する凹状の曲面を有するアプリケータロール摺接部７２Ａをアプリケータロール５に摺接するように配置している。このため、ロールコータへの取り付けに際し、ロールコータ上の取り付け位置を定めやすく、ロールコータの所定位置に容易に設置することができる。

また、本発明のロールコータ用カバーは、ロールコータに設置して用いられるが、ロールコータへの取り付けにあたっては、縦覆い部７１、上横覆い部７２が上記した位置となるように取り付けられれば、どのような取り付け方法としてもよく、例えば、図２（ｂ）に示したように、ロールコータ用カバー７に取り付け穴７４を設け、ピックアップロール３の軸受け架台に保持金具等で取り付けてもよく、また取り付け穴７４を設けず、切り込みなどを入れて、保持金具等を差し込む形としてもよい。

なお、ロールの組み込み方により、若干ロール軸方向への位置調整が必要となる場合があるため、取り付ける方法としては、ねじ等により保持金具を介してピックアップロールの軸受架台に取り付けて固定する、あるいは、バネ、ピストン、エアチューブなどにより、一定圧でピックアップロールの軸受け架台等に押し付けて固定するようにしてもよい。

ロールコータ用カバーの材質としては、特に規定するものではないが、有機溶剤を含む塗工液への使用や、ロールとの摩擦を考慮して耐溶剤性、耐磨耗性のある樹脂、例えばテフロン（登録商標）やＭＣナイロン（登録商標）などが好ましい。

また、本発明のロールコータ用カバーは、メタリングロールとの接触部からアプリケータロール接触部までのピックアップロール側面上を覆うことが好ましい。

図１に示したロールコータにおいて、ピックアップロールをスチールロール、アプリケータロールとメタリングロールを各々ウレタン巻きロールとし、ピックアップロールの塗工液への浸漬深さは２０ｍｍとした。また、ロール径（ロール外径）は何れもφ２５０ｍｍとした。

ロールコータ用カバーは、厚さ１５ｍｍのＭＣナイロン（登録商標）製とし、ピックアップロールの略扇形形状の縦覆い部のメタリングロール側直線部長さ５９ｍｍ、幅（弧長）２９４ｍｍ、上横覆い部の短冊部の長さ２０ｍｍ、メタリングロール摺接部の長さ（ロール軸方向長さ）２０ｍｍ、幅（弧長）４０ｍｍ、アプリケータロール摺接部の長さ（ロール軸方向長さ）２０ｍｍ、幅（弧長）４２ｍｍとした。
また、ロールコータ用カバーは、ピックアップロール軸受架台に取り付け金具により取り付けた。

上記のロールコータ（本発明のロールコータ）を用いて溶融亜鉛めっき鋼板に塗装した。塗装条件は、鋼帯走行方向、ピックアップロール、アプリケータロールの回転方向は図１のようにし、ピックアップロールとメタリングロールは接触位置ａにおいて互いに逆回転とし、従来のロールコータを用いて塗装したときに、アプリケータロールから塗工液が飛散する点を除くと、良好な付着量制御性と良好な塗装外観を確保できる条件としたところ、本発明のロールコータではアプリケータロールからの塗工液の飛散は発生しなかった。
また、本発明のロールコータ用カバーの使用を中止したところ、アプリケータロールから塗工液が飛散するようになった。

本発明のロールコータ用カバーによれば、ロール周速、塗工液の粘度にかかわらず、ピックアップロール側面に付着した塗工液のアプリケータロールへの転写を防止できる。本発明のロールコータ用カバーを用いることで、良好な付着量制御、良好な塗装外観を確保できる塗装条件の範囲が狭いアルミニウム粉や艶消し剤などの固形物を含んだ塗料を塗装するときも、良好な付着量制御、良好な塗装外観を確保できる塗装条件のままで、アプリケータロールからの塗工液の飛散を確実に防止することができる。

１ コータパン
２ 塗工液
３ ピックアップロール
４ メタリングロール
５ アプリケータロール
６ 鋼帯
７ ロールコータ用カバー
３１ ピックアップロールのロール軸
４１ メタリングロールのロール軸
５１ アプリケータロールのロール軸
７１ 縦覆い部
７１Ｍ メタリングロール側直線部
７２ 上横覆い部
７２Ｂ 短冊状部
７２Ｍ メタリングロール摺接部
７２Ａ アプリケータロール摺接部
７３ 軸覆い部
７３ａ ロール軸当接部
７３ｂ 傾斜部
７４ 取り付け穴
ａ ピックアップロールとメタリングロールの接触位置
ｂ ピックアップロールとアプリケータロールの接触位置

Claims (1)

1. コータパン内の塗工液をピックアップロールで汲み上げ、汲み上げた塗工液の液量をメタリングロールに転接して調整した後、アプリケータロールに転接して転写し、アプリケータロールに転写した塗工液を鋼帯に転写するロールコータに用い、ロールの軸方向から見たときに略扇形形状のロールコータ用カバーであって、該ロールコータ用カバーは、ピックアップロールとメタリングロールとの接触位置とピックアップロールとアプリケータロール接触位置の間のピックアップロール側面上部をロール軸の根元まで覆う略扇形形状の一部を構成する縦覆い部、前記縦覆い部のピックアップロール側面上部側に連設してピックアップロールのロール胴部の外周面端部を覆う上横覆い部、および前記縦覆い部のロール軸側に連設してピックアップロールのロール軸まで延設される軸覆い部を有し、前記縦覆い部はピックアップロールの側面に摺接して略扇形形状のメタリングロール側直線部にてピックアップロール側面に付着した塗工液の掻き取りが可能であり、前記上横覆い部はピックアップロールの外径と略同一の曲率半径を有する短冊状部と、前記短冊状部のメタリングロール側と隣り合いメタリングロールと摺接し該摺接面がメタリングロール外径と略同一の曲率半径の凹状の曲面であるメタリングロール摺接部と、前記短冊状部のアプリケータロール側と隣り合いアプリケータロールと摺接し該摺接面がアプリケータロール外径と略同一の曲率半径の凹状の曲面であるアプリケータロール摺接部を有することを特徴とするロールコータ用カバー。

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