JP5326519B2 - Roll coating method and roll coating apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、ロールを用いて鋼帯等の長尺基材に連続して塗布液を塗布するロール塗布方法およびロール塗布装置に関する。   The present invention relates to a roll coating method and a roll coating apparatus that apply a coating solution continuously to a long base material such as a steel strip using a roll.

従来、連続して走行する基材(例えば鋼帯)に耐食性、加工性、美観性、絶縁性等の性能を付与するために、各種の塗膜を基材表面上に形成させる処理を行っている。この処理方法としては、ロールコーター(ロール塗布装置)が一般的に用いられており、ロールを2本用いる2ロールコーター、あるいは3本のロールを用いる3ロールコーターが広く使用されている。特に、3ロールコーターは塗布膜厚の制御性に優れることと、表面外観が比較的美麗であることから、主流のコーティング方式になっている。   Conventionally, in order to impart performance such as corrosion resistance, workability, aesthetics, insulation, etc. to a continuously running base material (for example, a steel strip), various coating films are formed on the surface of the base material. Yes. As this processing method, a roll coater (roll coating apparatus) is generally used, and a two-roll coater using two rolls or a three-roll coater using three rolls is widely used. In particular, the three-roll coater is a mainstream coating method because it has excellent controllability of the coating film thickness and has a relatively beautiful surface appearance.

この方式の塗布装置(3ロールコーター)は、図2に示すように、塗布液が満たされているコーターパン6より塗布液7をくみ上げるピックアップロール4と、ピックアップロール4によりくみ上げられた塗布液量を調整するミタリングロール3と、調整された塗布液量をピックアップロール4から基材1に転写するアプリケーターロール3により構成されている。   As shown in FIG. 2, this type of coating apparatus (three roll coater) includes a pickup roll 4 that draws up the coating liquid 7 from the coater pan 6 filled with the coating liquid, and an amount of the coating liquid pumped up by the pickup roll 4. And an applicator roll 3 that transfers the adjusted amount of coating solution from the pick-up roll 4 to the substrate 1.

各ロールの回転方向は、ロール間の近接点、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が、一般的にはリバース回転の方が基材の凹凸に沿った均一な膜厚の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3と基材1間ではリバース回転にする場合が多い。また、アプリケーターロール3は基材1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。   The direction of rotation of each roll may be a reverse rotation that rotates in the opposite direction to a natural rotation that rotates in the same direction at the proximity point between the rolls or at the close point, but in general the reverse rotation is the basis. Since it is easy to obtain a coating surface having a uniform film thickness along the unevenness of the material, reverse rotation is often performed particularly between the applicator roll 3 and the substrate 1. The applicator roll 3 uses a rubber roll in which a steel roll is lined with rubber so as not to damage the surface of the substrate 1.

ただし、3ロールコーターを含むロールコーターの代表的な塗布欠陥として、ローピングと呼ばれる周方向に筋状の模様が現れる外観欠陥がある。このローピングは流体圧力の変動が表面張力の安定化の効果を上回ったときに発生する欠陥として知られている。また、アプリケーターロール3と基材1間の空気巻き込みによる擦れの発生による膜厚むらとなり、外観を劣化させる場合がある。   However, as a typical coating defect of a roll coater including a three roll coater, there is an appearance defect in which a streak pattern appears in the circumferential direction called roping. This roping is known as a defect that occurs when fluid pressure fluctuations exceed the effect of surface tension stabilization. In addition, the film thickness may be uneven due to the occurrence of rubbing due to air entrainment between the applicator roll 3 and the substrate 1, and the appearance may be deteriorated.

当然このような塗布欠陥の発生を抑止する必要があるが、それに加えて、近年、加工性、高電導性のニーズの高まりから、皮膜の薄膜化(塗布乾燥後の膜厚が0.1μm未満)が求められている。   Naturally, it is necessary to suppress the occurrence of such coating defects, but in addition to this, in recent years, due to increasing needs for workability and high electrical conductivity, the film thickness has been reduced (the film thickness after coating and drying is less than 0.1 μm). ) Is required.

従来、薄膜塗布技術としては、小径のグラビアロールを用いたマイクログラビア方式(例えば特許文献1参照)や、ダイコーター方式(例えば特許文献2参照)が開示されている。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、ダイコーター方式においても近年1μm程度の塗布が可能となっている。   Conventionally, as a thin film coating technique, a micro gravure method using a small-diameter gravure roll (see, for example, Patent Document 1) and a die coater method (see, for example, Patent Document 2) are disclosed. In the microgravure method, the coating film thickness can be reduced to less than 3 μm and a minimum of about 1 μm. In addition, the die coater method can be applied to about 1 μm in recent years.

しかしながら、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。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化させる必要があり、ガラス基板等の平滑な基材であれば近接化は可能であるが、連続して走行する鋼帯の場合は幅方向、長手方向ともに形状変動が発生するため、ダイの近接化は困難である。しかも、ダイコーター方式の場合、高速塗布を行うと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、生産性を阻害する。   However, in the case of the micro gravure method, since the coating liquid is transferred to the substrate using a metal roll, wrinkles are generated on the surface of the substrate when the substrate is a metal. In the case of a 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 the desired film thickness. However, in the case of a steel strip that runs continuously, shape variation occurs in both the width direction and the longitudinal direction, so that it is difficult to make the die close. In addition, in the case of the die coater method, 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、鋼帯の生産のように、幅が1000mm程度あるような大型のロールコーターを用いて基材に塗布を行った場合、ロールの精度によるが、一般的にかすれがなく塗布出来る塗布後の液膜厚みは5μm程度以上である。この液膜厚みを確保しつつ塗布乾燥後の膜厚を0.1μm未満とするためには、塗布液の希釈率を上げる(塗布液の濃度を下げる)必要があり、塗膜の比重にもよるが、塗液中固形分濃度を2%未満程度と低濃度にする必要がある。特に水系の塗布液を用いた場合、希釈率の上により表面張力が上昇してしまうため、基材との濡れ性が悪化し、ライン方向に擦れが発生しやすくなる。
特開平11−197569号公報 特開2004−230361号公報
In addition, when the coating is performed on the base material using a large roll coater having a width of about 1000 mm as in the production of a steel strip, it depends on the accuracy of the roll, but generally it can be applied without fading. The liquid film thickness is about 5 μm or more. In order to reduce the film thickness after coating and drying to less than 0.1 μm while ensuring the thickness of the liquid film, it is necessary to increase the dilution ratio of the coating liquid (decrease the concentration of the coating liquid). However, it is necessary to make the solid content concentration in the coating liquid as low as less than 2%. In particular, when a water-based coating solution is used, the surface tension increases due to the dilution rate, so that the wettability with the substrate is deteriorated, and rubbing is likely to occur in the line direction.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-197569 JP 2004-230361 A

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、高速で連続的に走行する基材に対する塗布液の濡れ性を向上させ、薄膜化のために塗布液の希釈率を上昇させた際にも擦れ等の欠陥が発生しないロール塗布方法およびロール塗布装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and improves the wettability of the coating solution with respect to a substrate that runs continuously at a high speed, and reduces the dilution rate of the coating solution for thinning. It is an object of the present invention to provide a roll coating method and a roll coating apparatus that do not cause defects such as rubbing even when raised.

前述したように、ロールコーターの場合、固形分濃度2%未満に希釈した塗布液を基材に塗布した際には、表面張力が上昇して濡れ性が悪くなるため、ライン方向に擦れが発生しやすくなる。擦れが発生する原因としては、基材と塗布液の濡れ性が悪化することにより、基材上での液切れが発生しやすくなるためである。したがって、均一な膜厚を得るためには、基材に随伴されるエアーがアプリケーターロールと基材とのメニスカスに影響を及ぼさないようにすればよい。   As described above, in the case of a roll coater, when a coating solution diluted to a solid content concentration of less than 2% is applied to a substrate, the surface tension increases and wettability deteriorates, so that rubbing occurs in the line direction. It becomes easy to do. The reason for the occurrence of rubbing is that liquid wetting on the base material is likely to occur due to deterioration of wettability between the base material and the coating liquid. Therefore, in order to obtain a uniform film thickness, the air accompanying the substrate should not affect the meniscus between the applicator roll and the substrate.

そこで、本発明者らは鋭意検討を行った結果、アプリケーターロールの位置より上流側にプラズマ照射装置を設置し、そのプラズマ照射装置によって基材の表面を改質して濡れ性が良好な状態にしてからアプリケーターロールと接触するようにすれば、塗布液の希釈率を上昇させた際でも、擦れの発生がなくなるとの考えに至った。   Therefore, as a result of intensive studies, the inventors installed a plasma irradiation device upstream from the position of the applicator roll, and modified the surface of the substrate with the plasma irradiation device so that the wettability was good. After that, if it was brought into contact with the applicator roll, it came to the idea that even when the dilution rate of the coating solution was increased, the occurrence of rubbing would be eliminated.

本発明は、上記のような考え方に基づいて、以下の特徴を有している。   The present invention has the following features based on the above-described concept.

[1]連続的に走行する金属からなる基材に対して、基材に接触あるいは近接させたロールにより塗布液を塗布するロール塗布方法において、塗布液を塗布する前の基材に対し、前記基材の幅方向全体にプラズマ照射を行うことを特徴とするロール塗布方法。 [1] In a roll coating method in which a coating liquid is applied to a base material made of a continuously traveling metal by a roll in contact with or close to the base material , the base material before the coating liquid is applied to the base material A roll coating method comprising performing plasma irradiation over the entire width direction of a substrate .

[2]前記プラズマ照射において、基材へのプラズマ照射時間を0.2秒以上10秒以下とすることを特徴とする前記[1]に記載のロール塗布方法。   [2] The roll coating method according to [1], wherein in the plasma irradiation, a plasma irradiation time to the base material is 0.2 seconds or more and 10 seconds or less.

[3]前記プラズマ照射において、基材までのプラズマ照射距離を50mm以下とすることを特徴とする前記[1]または[2]に記載のロール塗布方法。   [3] The roll coating method according to [1] or [2], wherein in the plasma irradiation, a plasma irradiation distance to the substrate is 50 mm or less.

[4]前記プラズマ照射において、プラズマは電極間で発生させたアークプラズマであり、そのアークプラズマにエアーを噴射することで放電の方向を変える機構を備え、その際のエアー噴射速度を30〜260m/sとすることを特徴とする前記[1]〜[3]のいずれかに記載のロール塗布方法。   [4] In the plasma irradiation, the plasma is arc plasma generated between the electrodes, and has a mechanism for changing the direction of discharge by injecting air into the arc plasma, and the air injection speed at that time is 30 to 260 m. / S is the roll coating method according to any one of [1] to [3].

[5]連続的に走行する金属からなる基材に対して、基材に接触あるいは近接させたロールにより塗布液を塗布するロール塗布装置において、前記ロールの位置より上流側の位置に、前記基材の幅方向全体にプラズマ照射を行うプラズマ照射装置が設置されていることを特徴とするロール塗布装置。 [5] the base material consisting of continuously traveling metal, the roll coating apparatus for applying a coating liquid by a roll in contact with or in close proximity to the substrate, upstream of the position from the position of the roll, the group A roll coating apparatus , wherein a plasma irradiation apparatus for performing plasma irradiation is installed over the entire width direction of the material .

[6]前記プラズマ照射装置から基材までのプラズマ照射距離が50mm以下であることを特徴とする前記[5]に記載のロール塗布装置。   [6] The roll coating apparatus according to [5], wherein a plasma irradiation distance from the plasma irradiation apparatus to the substrate is 50 mm or less.

[7]前記プラズマ照射装置は、電極間でアークプラズマを発生させるものであり、アークプラズマにエアーを噴射することで放電の方向を変える機構を備えていることを特徴とする前記[5]または[6]に記載のロール塗布装置。   [7] The plasma irradiation apparatus generates arc plasma between electrodes, and includes a mechanism for changing the direction of discharge by injecting air into the arc plasma. [6] The roll coating apparatus according to [6].

本発明においては、ロールコーターによって基材に塗布液を塗布するに際して、予め基材にプラズマ照射するようにしているので、基材の表面が改質されて濡れ性が良好な状態になってから塗布液が塗布されるようになり、薄膜化のために塗布液の希釈率を上昇させた際でも擦れの発生がなくなって、高速ラインにおいて塗布欠陥のない薄膜塗布を行うことができるようになる。   In the present invention, when the coating liquid is applied to the base material by the roll coater, the base material is preliminarily irradiated with plasma, so that the surface of the base material is modified and the wettability is good. The coating solution is applied, and even when the dilution rate of the coating solution is increased to reduce the thickness of the coating solution, the occurrence of rubbing is eliminated, and the thin film coating without coating defects can be performed on the high-speed line. .

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。   An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係るロール塗布装置を示すものである。このロール塗布装置は、バックアップロール2に巻き付きながら連続的に通板する基材1の片面に塗布液を塗布する形式の3ロールコーターであり、コーターパン6から塗布液7をくみ上げるピックアップロール4と、ピックアップロール4上の塗布液7の液量を調整するミタリングロール5と、調整されたピックアップロール5上の塗布液7を基材1に転写するアプリケーターロール3を備えている。   FIG. 1 shows a roll coating apparatus according to an embodiment of the present invention. This roll coating apparatus is a three-roll coater of a type in which a coating liquid is applied to one side of a base material 1 that is continuously passed while being wound around a backup roll 2, and a pickup roll 4 that draws the coating liquid 7 from a coater pan 6, And a applicator roll 3 for transferring the adjusted coating liquid 7 on the pick-up roll 5 to the substrate 1.

なお、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又は表面が鏡面加工されたフラットロールを用いる。また、基材1が鋼帯等の金属板の場合は、アプリケーターロール3はゴムがライニングされたゴムロールを用いる。そして、各ロールの回転方向は、各ロール間およびアプリケーターロールと基材間において逆方向であり、ミタリングロール3上には塗布液をかきとるブレード8が設置されている。   In addition, the pick-up roll 4 uses the gravure roll in which many recessed parts were formed in the trunk | drum surface, or the flat roll by which the surface was mirror-finished. When the substrate 1 is a metal plate such as a steel strip, the applicator roll 3 is a rubber roll lined with rubber. The rotation direction of each roll is opposite between each roll and between the applicator roll and the base material, and a blade 8 that scrapes the coating solution is installed on the mitering roll 3.

その上で、この実施形態に係るロール塗布装置においては、アプリケーターロール3の位置より上流側の位置にプラズマ照射装置9が設置されており、このプラズマ照射装置9から基材1にプラズマが照射されて、基材1の表面が改質されて濡れ性が良好な状態になってから、アプリケーターロール3で塗布液7が塗布されるようになっている。   In addition, in the roll coating apparatus according to this embodiment, the plasma irradiation device 9 is installed at a position upstream from the position of the applicator roll 3, and the substrate 1 is irradiated with plasma from the plasma irradiation device 9. Then, after the surface of the substrate 1 is modified and the wettability is good, the application liquid 7 is applied by the applicator roll 3.

ここで、プラズマ照射装置9は、電源装置、電極、アース、エアー供給装置から構成されており、アークプラズマ方式のものである。大気圧下でプラズマを発生させるには様々な方法があるが、アークプラズマは大気中で発生できるため、真空設備などを必要とせず簡易的にプラズマ照射による表面改質を行うことができる。大気圧グロー放電方式では、プラズマを安定的に生成するには、キャリヤーガスにアルゴン、ヘリウム等希ガスを使う必要があるが、アークプラズマ方式であれば、エアーを使うことにより放電の方向を変えることができるため、排気設備などを必要とせず工程化が容易である。また、真空設備を要するプラズマ照射装置は設備の設置およびメンテナンスにかかるコストが増大し、安価な商品を連続的に生産するラインでは採算がとれなくなるため、大気中で使用できるアークプラズマ照射装置が優位である。   Here, the plasma irradiation device 9 includes a power supply device, an electrode, a ground, and an air supply device, and is an arc plasma type. There are various methods for generating plasma under atmospheric pressure, but since arc plasma can be generated in the atmosphere, surface modification by plasma irradiation can be easily performed without the need for vacuum equipment. In the atmospheric pressure glow discharge method, it is necessary to use a rare gas such as argon or helium as a carrier gas in order to stably generate plasma, but in the arc plasma method, the direction of discharge is changed by using air. Therefore, the process is easy without requiring an exhaust facility. Also, plasma irradiation equipment that requires vacuum equipment increases the cost of equipment installation and maintenance, making it impossible to make profits on a line that continuously produces inexpensive products. Therefore, arc plasma irradiation equipment that can be used in the atmosphere is superior. It is.

以下に、プラズマ照射による基材の表面改質によって基材の濡れ性が改善される条件について調査を行った結果を述べる。なお、濡れ性の評価は、接触角計PG−X((株)マツボー製)を用いて静的、動的接触角を測定することによって行った。   The results of investigations on conditions under which the wettability of the substrate is improved by surface modification of the substrate by plasma irradiation are described below. The wettability was evaluated by measuring static and dynamic contact angles using a contact angle meter PG-X (manufactured by Matsubo Co., Ltd.).

ちなみに、基材の濡れ性改善は、表面酸化により発現する。表面酸化は放電によって基材表面に生成したラジカルが空気中の酸素と反応して起こる。酸化処理により基材表面に極性のある官能基、例えば水酸基−OHなどを導入することができ表面自由エネルギーが大きくなり親水化される。   Incidentally, the improvement of the wettability of the substrate is manifested by surface oxidation. Surface oxidation occurs when radicals generated on the surface of the substrate by discharge react with oxygen in the air. Oxidation treatment can introduce a polar functional group, such as a hydroxyl group-OH, on the surface of the substrate, increasing the surface free energy and making it hydrophilic.

そして、基材へのプラズマ照射時間については、基材の濡れ性改善が顕著になるのは照射時間が0.2秒からであった。そして、照射時間が10秒までの間は、照射時間が増えるにつれて基材の濡れ性は改善された。しかし、照射時間が10秒を超えると、10秒間照射した場合に比べて濡れ性にほとんど変化はみられなかった。したがって、プラズマ照射時間は0.2秒以上10秒以下とすることが好ましい。   And about the plasma irradiation time to a base material, the wettability improvement of a base material became remarkable from 0.2 second. And during the irradiation time up to 10 seconds, the wettability of the substrate was improved as the irradiation time increased. However, when the irradiation time exceeded 10 seconds, there was almost no change in wettability compared to the case of irradiation for 10 seconds. Therefore, the plasma irradiation time is preferably set to 0.2 seconds or more and 10 seconds or less.

また、基材へのプラズマ照射距離については、照射距離が50mm以上離れると安定的に生成したプラズマを基材に照射することが困難となり、濡れ性の改善はみられなかった。したがって、プラズマ照射距離(すなわち、プラズマ照射装置と基材とのギャップ)は、50mm以下とすることが好ましい。ただし、プラズマ照射装置と基材との接触による欠陥発生を避けるため、基材の厚さ変動よりギャップを大きくとることが好ましい。   Further, regarding the plasma irradiation distance to the base material, it was difficult to irradiate the base material with plasma generated stably when the irradiation distance was 50 mm or more, and no improvement in wettability was observed. Therefore, the plasma irradiation distance (that is, the gap between the plasma irradiation apparatus and the substrate) is preferably 50 mm or less. However, in order to avoid the occurrence of defects due to the contact between the plasma irradiation apparatus and the base material, it is preferable to make the gap larger than the thickness variation of the base material.

また、プラズマの方向を変えるため噴射するエアー速度については、30m/s以上260m/s以下とすることが好ましい。エアー速度が30m/s未満であると、プラズマの方向を容易に変えることができなくなり、基材にプラズマを照射することが難しくなるからであり、エアー速度が260m/sを超えると、安定したプラズマの生成が困難となり、濡れ性改善効果が小さくなるからである。   Moreover, it is preferable that the air velocity to be jetted to change the direction of the plasma is 30 m / s or more and 260 m / s or less. If the air speed is less than 30 m / s, the direction of the plasma cannot be easily changed, and it becomes difficult to irradiate the substrate with plasma. If the air speed exceeds 260 m / s, the plasma is stable. This is because it becomes difficult to generate plasma and the wettability improving effect is reduced.

次に、塗布後の外観が均一となるロールの周速条件範囲について調査を行った結果を述べる。前述したように、3ロールコーターを含むロールコーターの代表的な塗布欠陥として、ローピングと呼ばれるロールの周方向の筋模様が、基材に転写され、膜厚むらとなり、外観劣化となる場合がある。このローピングは、塗布液の粘度が高いほど、また、ロール周速が高速ほど発生しやすい傾向にある。ローピングの発生条件は、主に各ロールの周速、押し付け圧、ロール間ギャップ、塗布液の物性値(粘度、表面張力)に依存するが、高速塗布では、ライン速度に合わせてアプリケーターロールの周速も速くなり、必然的に各ロール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。ローピングはミタリングロールとピックアップロール間、およびピックアップロールとアプリケーターロール間で発生する可能性があるが、高速塗布では後者で必ず発生する。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とアプリケーターロール間のみに着目すればよい。   Next, the results of investigation on the peripheral speed condition range of the roll where the appearance after application is uniform will be described. As described above, as a typical coating defect of a roll coater including a three-roll coater, a streak pattern in the circumferential direction of a roll called roping is transferred to a base material, resulting in uneven film thickness, which may deteriorate the appearance. . This roping tends to occur more easily as the viscosity of the coating solution is higher and the roll peripheral speed is higher. The conditions for the occurrence of roping mainly depend on the peripheral speed of each roll, the pressing pressure, the gap between rolls, and the physical properties of the coating liquid (viscosity, surface tension). Since the speed is increased and the peripheral speed of each roll is inevitably increased, it is difficult to avoid the occurrence of roping. Although roping may occur between the metering roll and the pickup roll and between the pickup roll and the applicator roll, it always occurs in the latter in high-speed coating. Further, when roping occurs in the latter, the roping generated in the former is canceled, so it is only necessary to pay attention to only between the pickup roll and the applicator roll.

種々の実験による検討を行った結果、ピックアップ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小さくなっていき、ピックアップロールの周速がアプリケーターロールの周速に対して、0.5倍以上では非常に細かいローピングが得られた。ローピングのピッチが小さくなると、塗布むら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、乾燥後の外観が向上する。   As a result of various experiments, as the peripheral speed of the pick-up roll is increased, the roping pitch on the applicator roll decreases, and the peripheral speed of the pick-up roll is 0 with respect to the peripheral speed of the applicator roll. Very fine roping was obtained above 5 times. When the pitch of roping is reduced, the coating unevenness may become inconspicuous, but the leveling effect increases between after application and after drying, so that the appearance after drying is improved.

また、アプリケーターロールの周速は、基材の走行速度(ライン速度)に対して0.7倍以上1.4倍以下とすることが好ましい。アプリケーターロールと基材間においても、ピックアップロールとアプリケーターロール間同様、ライン速度に対してアプリケーターロール周速が遅いほど、ローピングが顕著に現れる。アプリケーターロール周速が速くなり、前記周速比が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が、アプリケーターロール周速を過度に速くしすぎると、外観が劣化する。この理由は、アプリケーターロール周速を速くしすぎた場合、ピックアップロールとアプリケーターロール間で発生するローピングが避けられなくなるからである。つまり、アプリケーターロールと基材だけを考えた場合、アプリケーターロール周速は速い方が良好な外観が得られるが、ピックアップロールとアプリケーターロール間ではローピングが発生しやすくなり、ローピングが発生した場合はアプリケーターロールから基材にそのまま転写してしまう。ピックアップロールとアプリケーターロール間の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周速を速くすればよいが、アプリケーターロール周速が速くなると、ピックアップロール周速もそれに伴い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周速を速くしすぎると、コーターパンから塗布液をくみ上げる際に塗布液の飛散が激しくなる。また、ミタリングロール、あるいはアプリケーターロールの磨耗の進行が速くなり、実際の操業には好ましくない。また、ライン速度に対してアプリケーターロール周速が1.4倍を超えると、基材とアプリケーターロール間の塗布液の液溜りが振動を起こしやすく、塗布ムラとなりやすいため、アプリケーターロール周速はライン速度の1.4倍以下にすることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the peripheral speed of an applicator roll shall be 0.7 times or more and 1.4 times or less with respect to the running speed (line speed) of a base material. Also between the applicator roll and the base material, as between the pick-up roll and the applicator roll, roping appears more markedly as the applicator roll peripheral speed is slower than the line speed. When the peripheral speed of the applicator roll is increased and the peripheral speed ratio is 0.7 or more, roping is reduced and a good appearance is obtained. However, when the peripheral speed of the applicator roll is excessively increased, the appearance is deteriorated. This is because, when the applicator roll peripheral speed is too high, roping that occurs between the pickup roll and the applicator roll is unavoidable. In other words, considering only the applicator roll and the base material, a faster applicator roll peripheral speed provides a better appearance, but roping tends to occur between the pick-up roll and the applicator roll, and if roping occurs, the applicator It is transferred as it is from the roll to the substrate. To avoid roping between the pick-up roll and the applicator roll, the pick-up roll peripheral speed should be increased as described above. However, as the applicator roll peripheral speed increases, the pick-up roll peripheral speed must also be increased accordingly. Don't be. However, if the peripheral speed of the pick-up roll is too high, the coating liquid scatters when the coating liquid is drawn from the coater pan. Further, the progress of wear of the mitering roll or applicator roll is accelerated, which is not preferable for actual operation. Moreover, if the applicator roll peripheral speed exceeds 1.4 times the line speed, the liquid pool of the coating liquid between the base material and the applicator roll tends to vibrate and uneven coating occurs. The speed is preferably 1.4 times or less.

このようにして、この実施形態においては、3ロールコーターによって基材1に塗布液7を塗布するに際して、予めプラズマ照射装置9から基材1にプラズマ照射することによって、基材1の表面が改質されて濡れ性が改善された状態で塗布液7が塗布されるようになるので、薄膜化のために塗布液の希釈率を上昇させた際でも擦れの発生がなくなり、高速ラインにおいて塗布欠陥のない薄膜塗布を行うことができるようになる。   Thus, in this embodiment, when the coating liquid 7 is applied to the base material 1 by the three-roll coater, the surface of the base material 1 is modified by previously irradiating the base material 1 with plasma from the plasma irradiation device 9. Since the coating liquid 7 is applied in a state where the wettability is improved, the occurrence of rubbing is eliminated even when the dilution ratio of the coating liquid is increased to reduce the thickness of the coating liquid. It becomes possible to perform a thin film coating without any.

なお、上記の実施形態では、通常よく用いられる、基材がバックアップロールに巻き付いた状態で塗布される片面塗布方式であったが、本発明は、基材を挟んで両面にロールコーターが配置されていてバックアップロールを必要としない両面同時塗布方式にも同様に適用することができる。また、3ロールコーター以外のロールコーターにも適用できることは言うまでもない。   In the above-described embodiment, the single-sided coating method is generally used. The single-sided coating method is applied in a state where the base material is wound around the backup roll, but the present invention has a roll coater disposed on both sides of the base material. Therefore, the present invention can be similarly applied to a double-sided simultaneous application method that does not require a backup roll. Needless to say, the present invention can also be applied to roll coaters other than the three roll coater.

本発明を以下の本発明例と比較例により詳細に説明する。   The present invention will be described in detail by the following examples of the present invention and comparative examples.

本発明例として、板厚0.9mm、板幅1250mmの亜鉛メッキ鋼板のコイル(鋼帯)を基材にして、図1に示したロール塗布装置を用いて、表1に記載した塗布条件で塗布を行い、乾燥後の膜厚および外観の評価を行った。   As an example of the present invention, a coil (steel strip) of a galvanized steel sheet having a plate thickness of 0.9 mm and a plate width of 1250 mm is used as a base material, and using the roll coating apparatus shown in FIG. Application was performed, and the film thickness and appearance after drying were evaluated.

その際、各ロールの材質については、アプリケーターロール3とミタリングロール5にはゴムをライニングしたゴムライニングロールを用い、ピックアップロール4には表面に多数の凹部が形成されているグラビアロールを用いた。各ロールのロール径は、アプリケーターロール3とピックアップロール4が300mm、ミタリングロール5が200mmである。塗布液は、液温度20℃において粘度が3mPa・s、表面張力が40dyn/cm、固形分濃度5%のリン酸系水性塗料を水で希釈して用いた。   At that time, as for the material of each roll, a rubber lining roll in which rubber was lined was used for the applicator roll 3 and the mitering roll 5, and a gravure roll having a large number of recesses formed on the surface was used for the pickup roll 4. . The roll diameter of each roll is 300 mm for the applicator roll 3 and the pickup roll 4 and 200 mm for the mitering roll 5. As the coating solution, a phosphoric acid-based aqueous paint having a viscosity of 3 mPa · s, a surface tension of 40 dyn / cm, and a solid content concentration of 5% at a liquid temperature of 20 ° C. was diluted with water.

一方、比較例として、図2に示したような、プラズマ照射装置が設置されていないロール塗布装置を用い、その他は本発明例と同様にして、表1に記載した塗布条件で塗布を行い、乾燥後の膜厚および外観の評価を行った。   On the other hand, as a comparative example, using a roll coating apparatus in which a plasma irradiation apparatus is not installed, as shown in FIG. The film thickness and the appearance after drying were evaluated.

なお、これらの本発明例と比較例の塗布・乾燥後の外観の評価は、十分に明るい蛍光灯の下で目視による観察によって行った。   In addition, evaluation of the external appearance after application | coating and drying of these invention examples and comparative examples was performed by visual observation under a sufficiently bright fluorescent lamp.

本発明例および比較例の評価結果を表1に示す。   Table 1 shows the evaluation results of the inventive examples and the comparative examples.

表1に示すように、本発明例では、固形分濃度2%未満の場合においても、ほとんど擦れを発生することなく、乾燥後の膜厚が0.1μm未満の皮膜を均一に塗布することができた。一方、比較例では、固形分濃度2%でも顕著な擦れが発生した。   As shown in Table 1, in the example of the present invention, even when the solid content concentration is less than 2%, it is possible to uniformly apply a film having a film thickness after drying of less than 0.1 μm with almost no rubbing. did it. On the other hand, in the comparative example, remarkable rubbing occurred even at a solid content concentration of 2%.

Figure 0005326519
Figure 0005326519

なお、この実施例では、基材として冷延鋼板を用いたが、本発明は、特に鋼板に限定されることなく、アルミ等の他の金属板や、紙、フィルムにも適用されるものである。   In this example, a cold-rolled steel sheet was used as the base material. However, the present invention is not particularly limited to the steel sheet, and can be applied to other metal plates such as aluminum, paper, and films. is there.

本発明の一実施形態に係るロール塗布装置を示す側面図である。It is a side view which shows the roll coating device which concerns on one Embodiment of this invention. 従来のロール塗布装置を示す側面図である。It is a side view which shows the conventional roll coating device.

符号の説明Explanation of symbols

1 基材
2 バックアップロール
3 アプリケーターロール
4 ピックアップロール
5 ミタリングロール
6 コーターパン
7 塗布液
8 ブレード
9 プラズマ照射装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base material 2 Backup roll 3 Applicator roll 4 Pickup roll 5 Mitering roll 6 Coater pan 7 Coating liquid 8 Blade 9 Plasma irradiation apparatus

Claims (7)

連続的に走行する金属からなる基材に対して、基材に接触あるいは近接させたロールにより塗布液を塗布するロール塗布方法において、塗布液を塗布する前の基材に対し、前記基材の幅方向全体にプラズマ照射を行うことを特徴とするロール塗布方法。 In a roll coating method in which a coating solution is applied to a substrate made of metal that continuously travels with a roll that is in contact with or close to the substrate, the substrate is not coated with the coating solution . A roll coating method characterized by performing plasma irradiation in the entire width direction . 前記プラズマ照射において、基材へのプラズマ照射時間を0.2秒以上10秒以下とすることを特徴とする請求項1に記載のロール塗布方法。 2. The roll coating method according to claim 1, wherein, in the plasma irradiation, a plasma irradiation time to the substrate is set to 0.2 seconds to 10 seconds. 前記プラズマ照射において、基材までのプラズマ照射距離を50mm以下とすることを特徴とする請求項1または2に記載のロール塗布方法。 In the said plasma irradiation, the plasma irradiation distance to a base material shall be 50 mm or less, The roll coating method of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. 前記プラズマ照射において、プラズマは電極間で発生させたアークプラズマであり、そのアークプラズマにエアーを噴射することで放電の方向を変える機構を備え、その際のエアー噴射速度を30〜260m/sとすることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のロール塗布方法。 In the plasma irradiation, the plasma is arc plasma generated between electrodes, and has a mechanism for changing the direction of discharge by injecting air into the arc plasma, and the air injection speed at that time is 30 to 260 m / s. The roll coating method according to claim 1, wherein the roll coating method is performed. 連続的に走行する金属からなる基材に対して、基材に接触あるいは近接させたロールにより塗布液を塗布するロール塗布装置において、前記ロールの位置より上流側の位置に、前記基材の幅方向全体にプラズマ照射を行うプラズマ照射装置が設置されていることを特徴とするロール塗布装置。 In a roll coating apparatus that applies a coating solution with a roll that is in contact with or close to a base material made of metal that travels continuously, the width of the base material at a position upstream of the roll position. A roll coating apparatus characterized in that a plasma irradiation apparatus for performing plasma irradiation in the entire direction is installed. 前記プラズマ照射装置から基材までのプラズマ照射距離が50mm以下であることを特徴とする請求項5に記載のロール塗布装置。 The roll coating apparatus according to claim 5, wherein a plasma irradiation distance from the plasma irradiation apparatus to the substrate is 50 mm or less. 前記プラズマ照射装置は、電極間でアークプラズマを発生させるものであり、アークプラズマにエアーを噴射することで放電の方向を変える機構を備えていることを特徴とする請求項5または6に記載のロール塗布装置。 The said plasma irradiation apparatus produces | generates arc plasma between electrodes, and is provided with the mechanism in which the direction of discharge is changed by injecting air to arc plasma. Roll applicator.
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