JP2010227859A - Coating device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロールコーターを用いて鋼板等の長尺の帯状体に連続して塗布処理を行う塗布装置及び塗布方法に関する。 The present invention relates to a coating apparatus and a coating method for performing a coating process continuously on a long strip such as a steel plate using a roll coater.
従来より、連続して走行する鋼板等の帯状体の表面に、様々な物性を有する塗布液を塗布して塗膜を形成し、耐食性、加工性、美観性、絶縁性等の性能を帯状体に付与する処理が行われている。この処理方法を施すコーティング装置としては、ロールコーターが一般的に用いられている。ロールコーターの種類としては、ロールを2本備えた2ロールコーターや、ロールを3本備えた3ロールコーターが挙げられる。特に、3ロールコーターは、塗膜の膜厚の制御性に優れることと、塗布対象物の表面の外観を比較的美麗に仕上げることができることから、主流のコーティング装置として用いられている。 Conventionally, a coating film is formed by applying a coating liquid having various physical properties on the surface of a strip such as a steel plate that continuously travels, and the strip has performance such as corrosion resistance, workability, aesthetics, and insulation. The process to give to is performed. A roll coater is generally used as a coating apparatus for performing this treatment method. Examples of the roll coater include a two-roll coater having two rolls and a three-roll coater having three rolls. In particular, the three-roll coater is used as a mainstream coating apparatus because it has excellent controllability of the film thickness of the coating film and can finish the appearance of the surface of the coated object relatively beautifully.
図2は、従来の3ロールコーターの構成を示す概略図である。図2に示すように、従来のロールコーター1は、塗布液3が満たされているコーターパン2と、ピックアップロール4と、ミタリングロール5と、アプリケーターロール6とを有する。ピックアップロール4によって、コーターパン2からくみ上げられた塗布液3は、ミタリングロール5によって液量が調整され、アプリケーターロール6の周面に塗布される。そして、アプリケーターロール6の周面に塗布された塗布液3は、アプリケーターロール6が所定方向に走行する帯状体Sに当接することによって、その帯状体Sに転写される。各ロール4,5,6,8の回転方向は、各ロール4,5,6,8間の近接点、あるいは密接点において同方向に回転するナチュラル回転の場合と逆方向に回転するリバース回転の場合がある。これらの回転方向のうち、一般的には、リバース回転の方が比較的平滑な塗膜面が得られやすいということから、特に、アプリケーターロール6と帯状体Sとの間ではリバ−ス回転にする場合が多い。また、アプリケーターロール6は帯状体Sの表面に傷を付けないように鋼ロールにゴムをライニングしたゴムロールを用いている。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional three-roll coater. As shown in FIG. 2, the conventional roll coater 1 includes a
しかしながら、3ロールコーターによる塗布方法の代表的な塗布欠陥として、アプリケーターロール6の周方向に沿って生じる筋模様(以下、ローピングと呼ぶ。)が、帯状体Sに転写され、外観劣化となる場合がある。ローピングは、塗布液の粘度が高いほど発生しやすい傾向にある。また、ローピングは、ロールの周速が高速ほど発生しやすい傾向にある。特に、帯状体Sの走行速度(以下、ライン速度と呼ぶ。)が速くなると各ロールの周速も速くなるために、ローピングの発生は防ぎ難い。 However, as a typical application defect of the application method using the three-roll coater, a streak pattern (hereinafter referred to as roping) generated along the circumferential direction of the applicator roll 6 is transferred to the band S, resulting in deterioration in appearance. There is. Roping tends to occur more easily as the viscosity of the coating solution is higher. Further, roping tends to occur more easily as the peripheral speed of the roll becomes higher. In particular, when the traveling speed of the strip S (hereinafter referred to as the line speed) is increased, the peripheral speed of each roll is also increased, so that it is difficult to prevent the occurrence of roping.
そこで、ローピングの発生を防止する技術として、特許文献1〜3に記載の技術が開示されている。
特許文献1には、ライン速度、アプリケーターロールの周速、及びピックアップロールの周速の比率を特定の範囲に制御する技術が開示されている。
また、特許文献2には、塗料(塗布液)の温度を、その塗料の粘度が最小となる温度近傍に保持する技術が開示されている。
Thus, techniques described in Patent Documents 1 to 3 are disclosed as techniques for preventing the occurrence of roping.
Patent Document 1 discloses a technique for controlling the ratio of the line speed, the peripheral speed of the applicator roll, and the peripheral speed of the pickup roll to a specific range.
さらに、特許文献3には、ライン速度200mpm以上の鋼板に対する高速塗布においてローピングの発生を低減させる技術が開示されている。具体的には、ピックアップロールの周速を20〜80mpm、かつアプリケーターロールの周速をライン速度以上の200〜1000mpmとして塗布を行う技術である。
また、近年では、加工性、高電導性のニーズの高まりから、塗布膜の薄膜化(塗布乾燥後の膜厚0.1μm未満)が求められている。薄膜塗布方式としては、小径のグラビアロールを用いたマイクログラビア方式(特許文献4参照)や、ダイコーター方式が開示されている(特許文献5参照)。マイクログラビア方式においては、塗液膜厚を3μm未満、最小で1μm程度の薄膜化が可能であり、またダイ方式においても1μm程度の塗布が可能となっている。
Further,
Further, in recent years, with increasing needs for processability and high electrical conductivity, it has been required to reduce the thickness of the coating film (thickness after coating and drying of less than 0.1 μm). As a thin film coating method, a micro gravure method using a small-diameter gravure roll (see Patent Document 4) and a die coater method are disclosed (see Patent Document 5). In the microgravure method, the coating film thickness can be reduced to less than 3 μm and a minimum of about 1 μm, and in the die method, the coating can be performed to about 1 μm.
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に開示された技術では、ライン速度が低速であればローピングの発生を防止できるが、ライン速度が高速になるとローピングの発生を防止することが困難となる。従って、ローピングの発生がない均一な外観を得ることができるライン速度が200mpm未満に制限されるため、歩留まりが低下する。
また、特許文献3に開示された技術では、アプリケーターロールの周速を上げていくとアプリケーターロール上のローピングのピッチが細かくなり、鋼板上もローピングが目立ちにくくなる。
However, with the techniques disclosed in Patent Document 1 and
In the technique disclosed in
しかし、アプリケーターロールの周速をライン速度に対して上げすぎるとアプリケーターロールと鋼板間とが接触する位置において、塗布液の流れが乱れ、幅方向で局所的に塗布液の界面が振動し、鋼板上の塗膜にまだら模様が形成される。したがって、アプリケーターロールの周速を速くすることは、ローピングの発生を防ぐためには有効な手段であるが、平滑性の低下等、塗膜の外観を損なう要因を新たに作り出す問題があった。 However, if the peripheral speed of the applicator roll is increased too much with respect to the line speed, the flow of the coating liquid is disturbed at the position where the applicator roll and the steel sheet are in contact with each other, and the interface of the coating liquid is locally oscillated in the width direction. A mottled pattern is formed on the top coating. Therefore, increasing the peripheral speed of the applicator roll is an effective means for preventing the occurrence of roping, but has a problem of newly creating factors that impair the appearance of the coating film, such as a decrease in smoothness.
また、特許文献4及び特許文献5に記載された技術においては、マイクログラビア方式の場合、金属ロールを用いて基材へ塗布液を転写させる方式であるため、基材が金属の場合には基材表面に疵が発生してしまう問題があった。
また、ダイコーター方式の場合、薄膜化させるためには、基材と塗布液を供給するダイとのギャップを所望する膜厚程度まで近接させる必要がある。すなわち、ガラス基板等の平滑な基材であれば近接は可能であるが、連続して走行する鋼板の場合幅方向、長手方向とも形状変動が発生するためダイの近接は困難である問題があった。また、ダイコーター方式では、高速塗布を行った場合には空気同伴と呼ばれる欠陥が発生するため、10mpm程度の低速領域での塗布に限定され、生産性が阻害される問題があった。
Further, in the techniques described in Patent Document 4 and Patent Document 5, in the case of the micro gravure method, the coating liquid is transferred to the substrate using a metal roll. There was a problem that wrinkles occurred on the surface of the material.
In the case of the die coater method, in order to reduce the film thickness, it is necessary to bring the gap between the base material and the die for supplying the coating liquid close to a desired film thickness. In other words, a smooth base material such as a glass substrate can be approached, but in the case of a continuously traveling steel sheet, there is a problem that the die is difficult to approach because shape variation occurs in both the width direction and the longitudinal direction. It was. Further, in the die coater system, when high speed application is performed, a defect called air entrainment occurs, so that the application is limited to a low speed region of about 10 mpm, and productivity is hindered.
また、ロールコーターにおいて鋼板に塗布を行う場合、一般的に塗布後の液膜厚みは5〜10μm程度であり、塗布乾燥後の膜厚を0.1μm未満とするためには希釈率を上げる必要がある。特に、水系の塗布液を用いた場合、希釈率を上げることにより表面張力が上昇してしまうため、鋼板との濡れ性が悪化し、カスレが発生しやすくなる。
従って、本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高速で連続的に走行する帯状体に対して、濡れ性を向上し、希釈率を上げてもカスレを発生させることなく、塗膜の外観を損なうことのないロールによる塗布方法を提供することにある。
In addition, when applying to a steel sheet in a roll coater, the liquid film thickness after application is generally about 5 to 10 μm, and in order to make the film thickness after application and drying less than 0.1 μm, it is necessary to increase the dilution rate There is. In particular, when an aqueous coating solution is used, the surface tension is increased by increasing the dilution rate, so that the wettability with the steel sheet is deteriorated, and scumming is likely to occur.
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and the object thereof is to improve the wettability and generate the blur even when the dilution rate is increased with respect to a strip that continuously runs at a high speed. An object of the present invention is to provide a coating method using a roll without impairing the appearance of the coating film.
上記問題を解決するため、本発明のうち請求項1に係る塗布装置は、コーターパンに充填された塗布液を、周面に付着させてくみ上げるピックアップロールと、前記ピックアップロールに近接し、前記塗布液を周面に付着させると共に、所定の方向に連続的に走行する帯状体に前記塗布液を転写するアプリケーターロールとを有する塗布装置において、
前記アプリケーターロールに前記塗布液が転写される前に、40nm以上240nm未満の波長と、240nm以上400nm以下の波長とを少なくとも含む紫外線を、0.01mm〜200mmの距離で前記帯状体の表面に照射する紫外線照射装置が設けられたことを特徴としている。
In order to solve the above-described problem, the coating apparatus according to claim 1 of the present invention includes a pickup roll that draws a coating liquid filled in a coater pan on a peripheral surface, and a pickup roll that is close to the pickup roll, In an application apparatus having an applicator roll that adheres the liquid to the peripheral surface and transfers the application liquid to a strip that continuously runs in a predetermined direction.
Before the coating liquid is transferred to the applicator roll, the surface of the strip is irradiated with ultraviolet rays including at least a wavelength of 40 nm or more and less than 240 nm and a wavelength of 240 nm or more and 400 nm or less at a distance of 0.01 mm to 200 mm. An ultraviolet irradiation device is provided.
また、本発明のうち請求項2に係る塗布方法は、コーターパンに充填された塗布液を、回転するピックアップロールの周面に付着させてくみ上げ、前記ピックアップロールに近接し、回転するアプリケーターロールの周面に付着させることによって所定の方向に連続的に走行する帯状体に前記塗布液を転写する塗布方法において、
前記アプリケーターロールの周速Vaと前記帯状体の走行速度Vsとの速度比Va/Vsを0.7以上、1.4以下とし、前記ピックアップロールの周速Vpと前記アプリケーターロールの周速Vaとの速度比Vp/Vaを0.5以上とし、前記アプリケーターロールに前記塗布液が転写される前に、40nm以上240nm未満の波長と、240nm以上400nm以下の波長とを少なくとも含む紫外線を前記帯状体の表面に照射することを特徴としている。
In addition, in the coating method according to
The speed ratio Va / Vs between the peripheral speed Va of the applicator roll and the traveling speed Vs of the belt-shaped body is 0.7 or more and 1.4 or less, and the peripheral speed Vp of the pickup roll and the peripheral speed Va of the applicator roll The band-shaped body includes an ultraviolet ray including at least a wavelength of 40 nm or more and less than 240 nm and a wavelength of 240 nm or more and 400 nm or less before the coating liquid is transferred to the applicator roll. It is characterized by irradiating the surface.
本発明のうち請求項1に係る塗布装置によれば、アプリケーターロールによって帯状体に塗布液を転写する前に、40nm以上240nm未満の波長と、240nm以上400nm以下の波長とを少なくとも含む紫外線を、0.01mm〜200mmの距離で前記帯状体の表面に予め照射することにより、紫外線が照射された帯状体の表面の濡れ性が向上する。したがって、希釈率を上げてもカスレを発生させることなく、塗膜の外観を損なうことのないロールによる塗布方法を提供することができる。 According to the coating apparatus according to the first aspect of the present invention, before transferring the coating liquid onto the belt-like body by the applicator roll, ultraviolet light including at least a wavelength of 40 nm or more and less than 240 nm and a wavelength of 240 nm or more and 400 nm or less, By pre-irradiating the surface of the band-shaped body at a distance of 0.01 mm to 200 mm, the wettability of the surface of the band-shaped body irradiated with ultraviolet rays is improved. Therefore, it is possible to provide a coating method using a roll that does not cause scumming even when the dilution rate is increased and does not impair the appearance of the coating film.
また、本発明のうち請求項2に係る塗布方法によれば、アプリケーターロールによって帯状体に塗布液を転写する前に、40nm以上240nm未満の波長と、240nm以上400nm以下の波長とを少なくとも含む紫外線を予め照射することにより、紫外線が照射された帯状体の表面の濡れ性が向上するので、塗膜を薄膜とする場合においてもカスレのない良好な外観を得ることができる。
In the coating method according to
以下、本発明に係るロールコーターを用いた塗布方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明に係るロールコーターを用いた塗布方法の一実施形態において用いられる塗布装置の構成を示す概略図である。図1に示すように、塗布装置としてのロールコーター1は、塗布液3が満たされているコーターパン2と、ピックアップロール4、ミタリングロール5、及びアプリケーターロール6からなる3つの回転体(ロール)とを有する。
Hereinafter, an embodiment of a coating method using a roll coater according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a coating apparatus used in an embodiment of a coating method using a roll coater according to the present invention. As shown in FIG. 1, a roll coater 1 as a coating device includes a
塗布液3は、回転するピックアップロール4の周面に塗布されることによって、コーターパン2からくみ上げられる。ピックアップロール4の周面と、ミタリングロール5の周面及びアプリケーターロール6の周面とは、所定の間隙を有して近接している。ピックアップロール4の周面に塗布された塗布液3は、ミタリングロール5によって前記所定の間隙に基づいた塗布液量に調整され、アプリケーターロール6の周面に転写される。そして、アプリケーターロール6の周面に転写された塗布液3は、アプリケーターロール6によって帯状体1に転写される。ピックアップロール4は、胴部表面に多数の凹部が形成されたグラビアロールを用いている。帯状体1は、帯状体1を介してアプリケーターロール6の反対側に設置されたバックアップロール8に巻きつくようにして走行している。
The
各ロールの回転方向は、各ロール間、及びアプリケーターロール6と帯状体1との間において全て逆(リバース)方向である。ミタリングロール5上には、塗布液3をかきとるブレード7が設置されている。帯状体1が鋼板等の金属板の場合は、アプリケーターロール6として、ゴムがライニングされたゴムロールが用いられる。帯状体1はアプリケーターロール6とバックアップロール8とに挟まれて、アプリケーターロール6によって片面に塗布液3が塗布されるが、バックアップロール8を第二のアプリケーターロールとして、帯状体1の両面に同時に塗布液3を塗布する構成を採用してもよい。
The rotation direction of each roll is the reverse direction between the rolls and between the applicator roll 6 and the strip 1. A blade 7 that scrapes the
また、アプリケーターロール6の上流側には、帯状体Sの表面に紫外線を照射する紫外線照射装置9が設けられている。紫外線照射装置9は、例えば、図示しない冷却装置、電源装置、光源、照射器から構成されている。紫外線照射装置9から照射される紫外線は、40nm〜240nmの範囲で異なる複数の波長を含み、40nm以上240nm未満の波長と、240nm以上、400nm以下の波長とを少なくとも含む。また、紫外線照射装置9は、その照射口9aから帯状体Sの表面までの照射距離dが0.01mm〜200mmの範囲内となるように配置されている。
Further, on the upstream side of the applicator roll 6, an
ここで、帯状体Sの表面に対して紫外線を照射する紫外線照射装置が設けられていない従来のロールコーター(図2参照)においては、固形分濃度2%未満に希釈した塗布液を塗布した際、表面張力が上昇して濡れ性が悪くなるため、走行方向にカスレが発生しやすくなる。カスレが発生する原因としては、帯状体Sと塗布液の濡れ性が悪化することにより帯状体S上での液切れが発生しやすくなるためである。 Here, in a conventional roll coater (see FIG. 2) that is not provided with an ultraviolet irradiation device that irradiates the surface of the band S with ultraviolet rays, when a coating solution diluted to a solid content concentration of less than 2% is applied. Since the surface tension is increased and the wettability is deteriorated, the blur is likely to occur in the traveling direction. The cause of the blur is that liquid wetting on the band S is likely to occur due to deterioration of wettability between the band S and the coating liquid.
したがって、均一な膜厚を得るためには、帯状体Sに随伴されるエアーがアプリケーターロールと帯状体Sとのメニスカスに影響を及ぼさないようにすればよい。そのために、本実施形態では、紫外線照射装置9を設置することによって帯状体Sの表面が改質され、濡れ性がよい状態でアプリケーターロールと接触することが可能となるのでカスレの発生もなくなる。
Therefore, in order to obtain a uniform film thickness, it is only necessary that the air accompanying the band S does not affect the meniscus between the applicator roll and the band S. Therefore, in this embodiment, by installing the
塗布液3として、本実施例では、シリ力と、リン酸化合物と、Mg及び4価のバナジウム化合物とを含有する水溶液を用いたが、特に限定するものではない。無機成分に限ることもなく、例えば、エマルジョン樹脂系の水溶液なども好適に用いることができる。
ここで、塗布液3が、水系溶媒による塗布液の場合、塗布液3を希釈しすぎた場合には、表面張力の上昇に伴い、鋼板等の帯状体Sへの濡れ性が悪化し、ハジキが発生してしまう。すなわち、塗布液の濃度が1%の場合には表面張力がほぼ水と等しくなってしまい、ハジキが発生する。従って、鋼板等の帯状体Sへの濡れ性を確保するためには、塗布液3の濃度を3%以上とするのが好ましい。
In the present embodiment, the
Here, when the
次に、紫外線照射装置9による帯状体Sへの紫外線照射によって濡れ性が改善される条件について、以下に説明する。
帯状体Sの濡れ性の改善は、帯状体Sの表面にCOやCO(OH)などの官能基が生成されることにより発現する。COやCO(OH)の生成には、有機化合物と活性酸素の反応が必要である。紫外線は240nm以下の波長域で空気中の酸素と反応しオゾンを生成することが知られている。そのオゾンが紫外線のエネルギーにより分解され活性酸素を生成する。
Next, the conditions under which the wettability is improved by the ultraviolet irradiation of the belt S by the
The improvement of the wettability of the band S is manifested by the generation of functional groups such as CO and CO (OH) on the surface of the band S. The production of CO and CO (OH) requires a reaction between an organic compound and active oxygen. It is known that ultraviolet rays react with oxygen in the air in the wavelength region of 240 nm or less to generate ozone. The ozone is decomposed by ultraviolet energy to generate active oxygen.
しかし、240nm以下の短波長の紫外線が含まれていてもその他の波長が400nm以上の可視光になると濡れ性の改善は見られなかった。これは波長が長くなり、紫外線のエネルギーが落ちたため、オゾン分解のエネルギーが不十分となり、高いエネルギーをもった活性酸素が生成されなかったためと考えられる。
また、40nm未満の波長域では、濡れ性の改善はみられなかった。これは、空気中の紫外線吸収が多く、活性酸素が生成しなかったものと思われる。従って、紫外線の波長は40〜400nmの範囲とした。
However, even if ultraviolet rays having a short wavelength of 240 nm or less are included, improvement in wettability was not observed when visible light having other wavelengths was 400 nm or more. This is thought to be because the wavelength increased and the energy of ultraviolet rays decreased, so that the energy of ozonolysis became insufficient, and active oxygen having high energy was not generated.
In addition, in the wavelength range of less than 40 nm, no improvement in wettability was observed. This seems to be because there was much ultraviolet absorption in the air and no active oxygen was generated. Accordingly, the wavelength of the ultraviolet light is in the range of 40 to 400 nm.
また、波長が240nm以下の紫外線だけでは、濡れ性は改善されなかった。酸素の紫外線吸収が大きく照射強度が低下し、オゾン分解のエネルギーが十分に得られなかったものと思われる。従って、波長の種類は40nm以上240nm未満と240nm以上400nm以下からなる2種類以上とした。
また、紫外線照射装置9の光源の照射口9aと帯状体Sの表面との距離(照射距離)が離れた場合には、濡れ性の改善は見られなかった。多くの紫外線が酸素に吸収されたためと思われる。そこで、照射距離は、濡れ性の改善がみられた200mm以下とした。なお、照射距離が0.01mm未満では、活性酸素の発生量が充分に得られず、濡れ性の改善は見られなかった。また、帯状体Sに厚さのばらつきがある場合、光源と帯状体Sとが接触する危険がある。従って、照射距離の範囲は、0.01mm以上、200mm以下とした。
Moreover, wettability was not improved only by ultraviolet rays having a wavelength of 240 nm or less. It seems that the ultraviolet ray absorption of oxygen is large and the irradiation intensity is lowered, so that sufficient energy for ozonolysis cannot be obtained. Therefore, the wavelength types are set to two or more types including 40 nm or more and less than 240 nm and 240 nm or more and 400 nm or less.
Further, when the distance (irradiation distance) between the
次に、塗布液を塗布した後の外観が均一となる各ロールの周速条件について考察する。
ローピングは、塗布液3の粘度が高いほど発生しやすい。また、ロール、特にアプリケーターロール6の周速が高速ほどローピングは発生しやすい傾向にある。ローピングが発生する原因は、帯状体Sに随伴される空気の流れが帯状体Sとアプリケーターロール6との間に架橋するメニスカスに乱れを与えるためであると考えられる。すなわち、ローピングの発生条件は、主に各ロールの周速、複数のロール間の押し付け圧、塗布液3の物性値(粘度、表面張力)に依存する。特に、ライン速度Vsを高速にした塗布工程(以下、高速塗布と呼ぶ。)では、ライン速度Vsに合わせてアプリケーターロール6の周速Vaも速くなり、必然的に各ロールの周速が速くなるために、ローピングの発生は避け難くなる。
Next, consideration will be given to the peripheral speed condition of each roll that makes the appearance uniform after coating the coating liquid.
Roping is more likely to occur as the viscosity of the
ローピングは、ミタリングロール5とピックアップロール4との間における塗布液3の転写、及びピックアップロール4とアプリケーターロール6との間における塗布液3の転写で発生する可能性がある。そして、高速塗布を行った場合では、後者において必ず発生する。また、後者でローピングが発生する場合には、前者で発生するローピングはキャンセルされるため、ピックアップロール4とアプリケーターロール6との間における塗布液3の転写のみに着目すればよい。
The roping may occur when the
これらについて、発明者らが種々の実験を行った結果、ピックアップロール4の周速Vpを上げていくと、アプリケーターロール6上のローピングピッチλが小さくなっていき、ピックアップロール4の周速Vpがアプリケーターロール6の周速Vaに対して、0.5倍以上では非常に細かい波数のローピングが得られた。ローピングピッチλが小さくなると、塗布ムラが目立ち難くなることもあるが、塗布後から乾燥までの間にレベリング効果が高まることから、乾燥後における塗膜の表面の外観が向上する。ここで、ピックアップロール4の周速Vpとアプリケーターロール6の周速Vaとの比(Vp/Va)の上限としては、2.0以下が好ましい。Vp/Vaが2.0を超えると、ピックアップロール4からの塗布液3の供給が過剰となり、アプリケーターロール6とピックアップ口―ル4との間に架橋するメニスカスでさざ波状欠陥と呼ばれる塗布欠陥が新たに発生しやすくなる。
As a result of the inventors conducting various experiments on these, as the peripheral speed Vp of the pick-up roll 4 is increased, the roping pitch λ on the applicator roll 6 is decreased, and the peripheral speed Vp of the pick-up roll 4 is decreased. With respect to the peripheral speed Va of the applicator roll 6, a very fine wavenumber roping was obtained at 0.5 times or more. When the roping pitch λ is small, uneven coating may become inconspicuous, but the leveling effect increases after application to drying, so that the appearance of the coating film surface after drying is improved. Here, the upper limit of the ratio (Vp / Va) between the peripheral speed Vp of the pickup roll 4 and the peripheral speed Va of the applicator roll 6 is preferably 2.0 or less. When Vp / Va exceeds 2.0, the supply of the
また、アプリケーターロール6の周速Vaは、帯状体Sのライン速度Vsに対して0.7倍以上1.4倍以下とする。アプリケーターロール6の周速Vaと帯状体Sのライン速度Vsとの関係においても、ピックアップロール6の周速Vpとアプリケーターロール6の周速Vaとの関係と同様である。ライン速度Vsに対してアプリケーターロール6の周速Vaが遅いほど、鋼板から持ち込まれる空気の影響によりメニスカス部の流動が不安定となるため、ローピングが顕著に現れる。そして、アプリケーターロール6の周速Vaが速くなり、ライン速度Vsに対するアプリケーターロール6の周速Vaの周速比(Va/Vs)が、0.7以上になると、ローピングが軽減し、良好な外観が得られる。 Further, the peripheral speed Va of the applicator roll 6 is set to 0.7 times or more and 1.4 times or less with respect to the line speed Vs of the band S. The relationship between the peripheral speed Va of the applicator roll 6 and the line speed Vs of the strip S is the same as the relationship between the peripheral speed Vp of the pickup roll 6 and the peripheral speed Va of the applicator roll 6. The lower the peripheral speed Va of the applicator roll 6 with respect to the line speed Vs, the more unstable the flow of the meniscus portion due to the effect of air brought in from the steel plate, and thus the roping appears more remarkably. When the peripheral speed Va of the applicator roll 6 is increased and the ratio of the peripheral speed Va of the applicator roll 6 to the line speed Vs (Va / Vs) is 0.7 or more, roping is reduced and a good appearance is obtained. Is obtained.
しかし、アプリケーターロール6の周速Vaを過度に速くしすぎると、外観が損なわれる。この理由は、アプリケーターロール6の周速Vaを速くしすぎた場合、ピックアップロール4とアプリケーターロール6との間における塗布液の転写で発生するローピングが避けられなくなるからであると考えられる。つまり、アプリケーターロール6と帯状体Sとの間だけを考えた場合、アプリケーターロール6の周速Vaは速い方が良好な外観の塗膜が得られるが、ピックアップロール4とアプリケーターロール6との間ではローピングが発生しやすくなり、アプリケーターロール6に発生したローピングが帯状体にそのまま転写されてしまう。 However, when the peripheral speed Va of the applicator roll 6 is excessively increased, the appearance is impaired. The reason for this is considered to be that when the peripheral speed Va of the applicator roll 6 is excessively increased, roping that occurs due to transfer of the coating liquid between the pickup roll 4 and the applicator roll 6 cannot be avoided. That is, when only the space between the applicator roll 6 and the belt-like body S is considered, a coating film with a better appearance can be obtained when the peripheral speed Va of the applicator roll 6 is higher, but between the pickup roll 4 and the applicator roll 6 Then, roping is likely to occur, and the roping generated in the applicator roll 6 is transferred to the strip as it is.
ピックアップロール4とアプリケーターロール6との間で発生するローピングを避けるためには、前述したように、ピックアップロール4の周速Vpを速くすればよいが、アプリケーターロール6の周速Vaが過度に速すぎると、ピックアップロール4の周速Vpも非常に速くしなければならない。
しかし、ピックアップロール4の周速Vpを速くしすぎると、コーターパン2から塗布液3をくみ上げる際に塗布液3の飛散が顕著となったり、ミタリングロール5、あるいはアプリケーターロール6の磨耗の進行が速くなり、実際の操業には好ましくない。
In order to avoid roping between the pickup roll 4 and the applicator roll 6, as described above, the peripheral speed Vp of the pickup roll 4 may be increased. However, the peripheral speed Va of the applicator roll 6 is excessively high. If it is too high, the peripheral speed Vp of the pickup roll 4 must be very high.
However, if the peripheral speed Vp of the pick-up roll 4 is increased too much, the
以上の問題点を鑑みて、本実施形態では、紫外線照射装置による帯状体Sの表面への紫外線照射に加え、アプリケーターロール6の周速Vaをライン速度Vsの1.4倍以下とすることが好ましい。ライン速度Vsに対するアプリケーターロール6の周速Vaの周速比(Va/Vs)が1.4倍を超えると、帯状体Sとアプリケーターロール6との間の塗布液3の液溜りが振動を起こしやすく、塗布ムラとなりやすい。
In view of the above problems, in this embodiment, in addition to the ultraviolet irradiation to the surface of the band S by the ultraviolet irradiation device, the peripheral speed Va of the applicator roll 6 may be 1.4 times or less the line speed Vs. preferable. When the peripheral speed ratio (Va / Vs) of the peripheral speed Va of the applicator roll 6 to the line speed Vs exceeds 1.4 times, the liquid pool of the
(実施例)
本発明に係る塗布方法の実施例、及び比較例について、詳細に説明する。
板厚0.85mm、板幅1000mmの亜鉛メッキ鋼板のコイル状の帯状体Sに対して、図1に示した塗布装置1を用いて、表1に記載した塗布条件で塗布を行い、実施例1〜15及び比較例1〜12の塗布済の帯状体Sを得た。この塗布済の帯状体Sについて、乾燥後の塗布外観の評価、塗布後の塗膜の膜厚、塗膜の表面張力の測定を行った。評価結果及び測定結果を表1に示す。
(Example)
Examples of the coating method according to the present invention and comparative examples will be described in detail.
Application is performed on the coiled strip S of a galvanized steel sheet having a plate thickness of 0.85 mm and a plate width of 1000 mm using the coating apparatus 1 shown in FIG. The coated strips S of 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 12 were obtained. With respect to the coated strip S, the coating appearance after drying, the film thickness of the coating film after coating, and the surface tension of the coating film were measured. The evaluation results and the measurement results are shown in Table 1.
なお、本実施例及び比較例では、図1に示す塗布装置1において、アプリケーターロール6として、ゴムをライニングしたゴムロールを用いた。また、ピックアップロール4として、表面に多数の凹部が形成されたグラビアロールを用いた。また、ミタリングロ−ル5として、ゴムをライニングしたゴムロ−ルを用いた。アプリケーターロール6及びピックアップロール4のロール径は、300mmである。ミタリングロール5のロール径は、200mmである。 In the present example and the comparative example, a rubber roll lined with rubber was used as the applicator roll 6 in the coating apparatus 1 shown in FIG. Further, as the pickup roll 4, a gravure roll having a large number of concave portions formed on the surface thereof was used. A rubber roll lined with rubber was used as the mitering roll 5. The roll diameters of the applicator roll 6 and the pickup roll 4 are 300 mm. The roll diameter of the mitering roll 5 is 200 mm.
紫外線照射装置9は、波長の変更を行うため、紫外線ランプの調光が可能な制御装置を有するものを用いた。
使用した塗布液3は、液温度20℃において粘度が3(mPa・s)、表面張力が40dyn/cm、固形分濃度5%のものをさらに水で希釈して用いた。
塗布後の外観の評価は、十分に明るい蛍光灯の下で目視により、下記評価基準に基づいてローピング、及びカスレを評価した。
As the
The used
The appearance after the application was evaluated by visual observation under a sufficiently bright fluorescent lamp based on the following evaluation criteria.
濡れ性の評価として、塗膜の表面張力は、接触角計PG−×(マツボー社製)を用いて静的、動的接触角を測定して求めた。
なお、実施例1〜15及び比較例1〜11においては、ローピングが発生しないコータ条件を選定して評価した。
[カスレの評価基準]
◎:カスレがない
○:カスレがほとんどない
△:カスレが若干ある
×:カスレが多い
As evaluation of wettability, the surface tension of the coating film was obtained by measuring static and dynamic contact angles using a contact angle meter PG-x (manufactured by Matsubo).
In Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 11, coater conditions that do not cause roping were selected and evaluated.
[Evaluation criteria for damage]
◎: No blurring ○: There is little blurring △: There is a slight blurring ×: There are many blurrings
表1に示すように、実施例1〜15では、240nmを境に異なる波長の紫外線を所定の距離で帯状体に予め照射することで、カスレの発生が抑制され、塗膜が均一に形成された。特に、実施例6〜12,14,15は、カスレの低減が良好であった。 As shown in Table 1, in Examples 1 to 15, the band-shaped body is irradiated with ultraviolet rays having different wavelengths at a predetermined distance from 240 nm as a boundary, thereby suppressing the occurrence of blurring and forming a coating film uniformly. It was. In particular, in Examples 6 to 12, 14, and 15, the reduction in blurring was good.
一方、照射する紫外線の波長を0.01mm〜200mmの距離としなかった比較例1,2、照射する紫外線の波長を、40nm以上240nm未満の波長と、240nm以上400nm以下の波長とを含まなかった比較例3〜10、及び紫外線を予め照射しなかった比較例11では、カスレの発生が顕著であった。 On the other hand, Comparative Examples 1 and 2 in which the wavelength of the irradiated ultraviolet rays was not set to a distance of 0.01 mm to 200 mm, the wavelength of the irradiated ultraviolet rays did not include wavelengths of 40 nm to less than 240 nm and wavelengths of 240 nm to 400 nm. In Comparative Examples 3 to 10 and Comparative Example 11 in which ultraviolet rays were not irradiated in advance, the occurrence of scumming was significant.
以上説明したように、本発明に係る塗布装置及び塗布方法によれば、帯状体に塗布液を転写する前に、40nm以上240nm未満の波長と、240nm以上400nm以下の波長とを少なくとも含む紫外線を、0.01mm〜200mmの距離で前記帯状体の表面に予め照射することにより、カスレの発生を防止することができ、塗膜を均一に形成することができる。 As described above, according to the coating apparatus and the coating method according to the present invention, before transferring the coating liquid to the belt-like body, the ultraviolet ray including at least a wavelength of 40 nm or more and less than 240 nm and a wavelength of 240 nm or more and 400 nm or less is used. By previously irradiating the surface of the band-like body at a distance of 0.01 mm to 200 mm, it is possible to prevent the occurrence of blurring and to form a coating film uniformly.
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに、種々の変更、改良を行うことができる。例えば、前記実施例では帯状体として冷延鋼板を用いたが、特に鋼板に限定されることなく、アルミ等の他の金属板を用いてもよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to this, A various change and improvement can be performed. For example, although the cold rolled steel plate is used as the belt in the above embodiment, the present invention is not particularly limited to the steel plate, and other metal plates such as aluminum may be used.
1 塗布装置
2 コーターパン
3 塗布液
4 ピックアップロール
5 ミタリングロール
6 アプリケーターロール
7 ブレード
8 バックアップロール
9 紫外線照射装置
9a 照射口
S 帯状体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記アプリケーターロールに前記塗布液が転写される前に、40nm以上240nm未満の波長と、240nm以上400nm以下の波長とを少なくとも含む紫外線を、0.01mm〜200mmの距離で前記帯状体の表面に照射する紫外線照射装置が設けられたことを特徴とする塗布装置。 A pick-up roll that draws the coating liquid filled in the coater pan on the peripheral surface, and a belt-like body that is close to the pickup roll, adheres the coating liquid to the peripheral surface, and continuously travels in a predetermined direction. In an applicator having an applicator roll for transferring the coating liquid to
Before the coating liquid is transferred to the applicator roll, the surface of the band-shaped body is irradiated at a distance of 0.01 mm to 200 mm with ultraviolet rays including at least a wavelength of 40 nm to less than 240 nm and a wavelength of 240 nm to 400 nm. A coating apparatus characterized in that an ultraviolet irradiation device is provided.
前記アプリケーターロールの周速Vaと前記帯状体の走行速度Vsとの速度比Va/Vsを0.7以上、1.4以下とし、前記ピックアップロールの周速Vpと前記アプリケーターロールの周速Vaとの速度比Vp/Vaを0.5以上とし、前記アプリケーターロールに前記塗布液が転写される前に、40nm以上240nm未満の波長と、240nm以上400nm以下の波長とを少なくとも含む紫外線を前記帯状体の表面に照射することを特徴とする塗布方法。 The coating liquid filled in the coater pan adheres to the peripheral surface of the rotating pick-up roll, draws up, adheres to the peripheral surface of the rotating applicator roll close to the pick-up roll, and continuously travels in a predetermined direction. In the coating method of transferring the coating liquid to the belt-shaped body
The speed ratio Va / Vs between the peripheral speed Va of the applicator roll and the traveling speed Vs of the belt-shaped body is 0.7 or more and 1.4 or less, and the peripheral speed Vp of the pickup roll and the peripheral speed Va of the applicator roll The band-shaped body includes an ultraviolet ray including at least a wavelength of 40 nm or more and less than 240 nm and a wavelength of 240 nm or more and 400 nm or less before the coating liquid is transferred to the applicator roll. A coating method characterized by irradiating the surface of the coating.
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