浆料涂布方法及浆料涂布装置与流程

本发明涉及向行进的带状构件的表面涂布浆料的浆料涂布方法。另外，本发明涉及向行进的带状构件的表面涂布浆料的浆料涂布装置。

背景技术：

为了对钢板赋予耐腐蚀性、加工性、图案设计性、绝缘性、密着性等性能，广泛地进行向钢板表面涂布各种涂布液而形成覆膜。

作为用于对涂布液进行涂布的装置之一，存在辊式涂布机(rollcoater)。其中，对于使用了三根辊的三辊式涂布机，已知涂布膜厚的控制性优异且表面外观比较漂亮。

然而，当辊根数增加时，维护、操作管理变得复杂，因此生产成本升高。因此，为了简便地进行表面处理，一般采用在从喷嘴向基材供给了涂布液之后利用一对辊进行挤压的水平道次挤压涂布机方式。

然而，存在如下问题：如果将水与固态物混合后的浆料利用水平道次挤压涂布机进行涂布则容易产生涂布缺陷。这是因为，越大的颗粒越容易沉降，因此直径为10μm以上那样的粗大颗粒多数附着在基材的上表面，并直接从辊正下方逃脱。附着有粗大颗粒的部分在涂布、干燥时产生不均，因此附着有多数粗大颗粒的部分成为外观、特性劣化的缺陷。

因此，提出了用于均匀地涂布浆料的各种方法。

例如，在专利文献1中，记载了如下方法：在使用多个喷雾喷嘴将浆料向钢板表面涂布时，通过变更所述喷雾喷嘴的喷嘴间距离、钢板与喷嘴之间的距离及向钢板的吹附角度来实现使浆料的涂布量均匀化。

另外，在专利文献2中，提出了如下方法：为了减少沿基材长度方向产生的条纹状的涂布不均，在向基材表面供给了浆料之后，使用喷嘴对所述基材喷射气体，接下来，将辊向基材表面压紧。在所述方法中，通过喷射气体而将剩余浆料除去来调整膜厚，然后，将由浆料的飞散引起的外观不良利用辊弄平。

在专利文献3中，作为颗粒附着的对策，提出了如下方案：通过浆料或气体喷射而将在辊式涂布机进入侧形成的液膜的浸润扩散控制在250mm以下。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-350152号公报

专利文献2：日本特开2013-180270号公报

专利文献3：日本特开平8-283866号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

然而，在专利文献1、2提出的方法中，未注意到浆料包含的粗大颗粒向基材表面附着这样的问题，无法解决所述问题。

另外，通常，由于附随于行进的基材而被搬运的涂布液与辊碰撞，因而产生将沉降于基材的表面附近的颗粒卷起的流动，但是在基材的传送速度为40m/min以下这样慢的情况下，所述流动减弱。因此，仅靠专利文献3中提出的方法，无法充分地抑制粗大颗粒向基材的附着。

本发明鉴于上述的情况而作出，目的是在利用辊式涂布机涂布浆料的情况下，抑制浆料包含的大粒径的颗粒向基材表面附着。

用于解决课题的方案

发明者们在向行进的带状构件的基材涂布浆料时，新发现了通过将浆料的喷射角度及浆料的供给位置控制在特定的范围而能够抑制浆料包含的大粒径的颗粒向基材表面附着，从而完成了本发明。

本发明立足于上述的新的见解，其主旨结构如以下所述。

1.一种浆料涂布方法，从喷嘴向行进的带状构件及辊中的一方或两方喷射浆料，通过将所述辊向所述带状构件的表面压紧而将所述浆料涂布到所述带状构件的表面上，其中，

将作为平行于所述带状构件的面与所述喷嘴的喷射方向所成的角而被定义的喷射角度θ设为0°以上且50°以下，

将交点p1与所述辊的旋转中心p2之间的所述带状构件的传送方向上的距离d设为100mm以下，其中，该交点p1是沿所述喷嘴的喷射方向延伸的直线与所述带状构件的表面的交点和沿所述喷嘴的喷射方向延伸的直线与所述辊的表面的交点中的最接近所述喷嘴的交点，

将从所述带状构件的表面至所述交点p1的高度h设为所述辊的直径的1/2以下。

2.根据上述1记载的浆料涂布方法，所述带状构件每1m宽度对应的所述浆料的流量为35l/min/m以上。

3.根据上述1或2记载的浆料涂布方法，所述带状构件的行进速度为40m/min以下。

4.一种浆料涂布装置，从喷嘴向行进的带状构件及辊中的一方或两方喷射浆料，通过将所述辊向所述带状构件的表面压紧而将所述浆料涂布到所述带状构件的表面上，其中，

作为平行于所述带状构件的面与所述喷嘴的喷射方向所成的角而被定义的喷射角度θ为0°以上且50°以下，

交点p1与所述辊的旋转中心p2之间的所述带状构件的传送方向上的距离d为100mm以下，其中，该交点p1是沿所述喷嘴的喷射方向延伸的直线与所述带状构件的表面的交点和沿所述喷嘴的喷射方向延伸的直线与所述辊的表面的交点中的最接近所述喷嘴的交点，

从所述带状构件的表面至所述交点p1的高度h为所述辊的直径的1/2以下。

发明效果

根据本发明，在利用辊式涂布机涂布浆料的情况下，能够抑制浆料包含的大粒径的颗粒向带状构件表面附着。

附图说明

图1是基于挤压涂布机进行的浆料涂布的示意图。

图2是基于挤压涂布机进行的浆料涂布的示意图。

图3是基于挤压涂布机进行的浆料涂布的示意图。

图4是表示各种浆料流量下的mgo粗粒含有率与距离d的关系的坐标图。

图5是表示各种行进速度下的mgo粗粒含有率与距离d的关系的坐标图。

图6是表示各种喷射角度θ下的mgo粗粒含有率与距离d的关系的坐标图。

图7是表示各种喷射角度θ下的mgo粗粒含有率与高度h的关系的坐标图。

具体实施方式

以下，说明本发明的浆料涂布方法的具体细节。需要说明的是，以下的说明是对本发明的优选的实施方式进行说明，本发明并不限定为以下的内容。

在本发明的一实施方式中，如图1所示，以从喷嘴2将浆料(涂布液)向带状构件1的表和背这两面喷射并将多余的液体利用辊3及辊4挤压的水平道次挤压涂布机涂布方式实施。在图1的方式中，将浆料利用辊3及辊4挤压两次。利用前段的辊3将膜厚稍厚地调节，在后段道次中再次挤压而将膜厚调节成规定的水平，由此实现后段的辊4的出侧的弯液面的稳定化而能够抑制条纹状缺陷的发生。可以取代上述实施方式，仅配置前段的辊3，仅将浆料挤压一次。

[带状构件]

带状构件的原料没有特别限制，带状的任何材料均适用。所述带状构件例如可以是由金属、树脂或纸构成的带状构件。在一实施方式中，带状构件为钢带，但也可以是铝等的其他的金属板、纸、树脂膜等。

[浆料]

作为涂布液而使用的浆料是在液体中混合有颗粒的材料。作为所述液体，可以使用水、有机溶剂或两者的混合物。作为所述颗粒，可以使用任意的颗粒，但是在一实施方式中使用无机颗粒。作为所述无机颗粒，可列举氧化镁粉、镍粉、硅石粉、氧化铝粉。

例如，可以在水中混合氧化镁而作为浆料，并向钢板的表面涂布。作为所述浆料，例如，可以使用退火分离剂。

本发明对于包含任何粒径的颗粒的浆料都能够适用，但是越是使用含有粒径大的颗粒的浆料的情况则得到的效果越大。因此，特别优选在使用含有粒径为5μm以上的颗粒的浆料的情况下适用本发明，更优选在含有粒径为10μm以上的颗粒的浆料的情况下适用本发明。

[喷嘴]

喷嘴只要能够喷射浆料即可，形状等没有特别限制。作为喷嘴的种类，可列举例如扇状喷嘴、狭缝喷嘴、圆锥喷嘴等。作为浆料的喷射方法，只要从上述那样的喷嘴2以一般的方法进行喷射即可。

喷嘴的数量没有限制，可以设为一个或两个以上。在向带状构件的表和背这两面喷射浆料的情况下，在各面设置至少一个。优选在带状构件的表面侧和背面侧分别设置与带状构件的宽度相应的数量的喷嘴或具有与带状构件的宽度相应的数量的喷嘴孔的喷嘴。在设置多个喷嘴或具有多个喷嘴孔的喷嘴的情况下，喷嘴或喷嘴孔在带状构件的宽度方向上的间距优选设为250mm以下，以沿板宽度方向均匀地涂布浆料。为了确保喷嘴的强度，更优选将所述间距设为喷嘴直径的5倍以上且250mm以下。从抑制浆料的堵塞的观点出发，所述喷嘴的喷出口的直径(孔口径)优选设为3mm以上。

[辊]

辊的材质没有特别限制，可以使用任意的材质。然而，从涂布的均匀性的观点出发，所述辊的表面优选由橡胶或弹性体构成。作为所述橡胶或弹性体，优选使用耐磨损性优异的材料，例如，优选使用从由聚氨酯橡胶、丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯构成的组中选择的一种或两种以上。所述辊表面的肖氏硬度优选为a45°～a85°。

所述辊的构造没有特别限制，但是优选设为在金属制辊的表面设有由橡胶或弹性体构成的内衬的构造。

在辊径大的情况下，辊周长变长，因此每单位面积的磨损减少，辊寿命变长。因此，辊径优选设为50mm以上。另一方面，如果减小辊径，则在辊出侧的辊-带状构件间的弯液面滞留的涂布液的量减少，其结果是，能够进一步抑制条纹状的涂布缺陷的发生。因此，辊径优选设为400mm以下，更优选设为300mm以下。

从确保膜厚的观点出发，可以在辊刻印槽。所述槽的配置没有特别限制，但是优选在辊的外周上设置沿辊周向延伸的线状槽。所述槽优选以绕辊的外周一圈的方式设置。另外，所述槽优选在辊的轴向上空出间隔地设置多个。所述间隔没有特别限制，但是优选设为0.01～1mm。槽的尺寸没有特别限制，但是槽越大，则颗粒越容易从辊逃脱而有时会成为涂布缺陷的原因。因此，槽的截面积优选设为10～400mm²/m。

辊旋转方向没有特别限制，根据用途来选择即可。在将辊旋转方向设为带状构件的行进方向的反方向的情况下，能够使在辊出侧的弯液面滞留的涂布液稳定化而抑制条纹缺陷发生，但是例如在包含陶瓷粒等硬质的颗粒的浆料的涂布中，由于陶瓷粒起到研磨剂的作用，因此会使辊寿命缩短。通过将辊旋转方向设为带状构件1的行进方向的同方向，能够延长辊寿命。

[浆料的喷射角度及供给位置]

为了防止粗大颗粒向带状构件表面附着，优选将浆料尽可能地朝向辊与带状构件的接触部附近喷射。在浆料的供给位置距辊远的情况下，由浆料喷射所卷起的粗粒再次沉降，因此无法防止粗粒向带状构件附着。在喷射方向上延伸的直线与带状构件所成的角度越浅，则越能够增强将沉降的颗粒卷起的流动。

因此，如以下所述控制图2、3所示的“喷射角度θ”、“距离d”、“高度h”。

喷射角度θ：0°以上且50°以下

如上所述，如果喷射角度θ过大，则将粗粒卷起的流动变得不充分，无法防止粗粒向带状构件表面的附着。因此，喷射角度θ设为50°以下，优选设为40°以下。另一方面，喷射角度越浅，则将粗粒卷起的流动越强，因此喷射角度θ的下限设为0°。在喷射高度为0mm的情况下，如果将喷射角度设为0°，则喷嘴与带状构件接触，因此喷射角度θ优选设为5°以上。

需要说明的是，在此，“喷射角度θ”定义为与带状构件平行的面和所述喷嘴的喷射方向所成的角。

距离d：100mm以下

如上所述，在浆料的供给位置距辊远的情况下，通过浆料喷射而卷起的粗粒再次沉降，因此无法防止粗粒向带状构件的附着。因此，将距离d设为100mm以下。在此，“距离d”定义为交点p1与所述辊的旋转中心p2之间的所述带状构件的传送方向上的距离，该交点p1是沿喷嘴的喷射方向延伸的直线与所述带状构件的表面的交点和沿所述喷嘴的喷射方向延伸的直线与所述辊的表面的交点中的最接近所述喷嘴的交点。

另一方面，距离d的下限没有特别限制。然而，向辊与带状构件的接触部附近喷射浆料的方法对于粗粒的减少有效，但是存在浆料中的气泡从辊正下方逃脱并扰乱辊出侧的弯液面的流动从而成为条纹状涂布缺陷发生的原因的情况。因此，从进一步抑制条纹状缺陷这样的观点出发，优选将距离d设为20mm以上。

高度h：辊直径的1/2以下

在高度h比辊直径的1/2大的情况下，喷射出的浆料被辊拦住，浆料的流速下降，将沉降的颗粒卷起的流动减弱，因此无法抑制粗粒附着。因此，高度h设为辊的直径的1/2以下，优选设为1/3以下。另一方面，高度h的下限没有特别限制，可以为0。在此，“高度h”定义为从带状构件的表面至所述交点p1的高度。

[浆料流量]

通过加快辊入侧的浆料的流动，能够将沉降到带状构件附近的颗粒卷起。因此，带状构件1的宽度方向上的每1m(每单位宽度)的浆料流量优选设为35l/min/m以上。但是，如果过度增大流量，则辊入侧的液飞散变得激烈。因此，带状构件1的宽度方向上的每1m(每单位宽度)的浆料流量优选设为400l/min/m以下。需要说明的是，在此，浆料流量是指从喷嘴喷射而到达带状构件的浆料的流量。

[行进速度]

带状构件的行进速度(传送速度)没有特别限制。然而，当行进速度成为40m/min以下时，伴随着带状构件的行进而涂布液与辊碰撞，由此将沉降到带状构件附近的颗粒卷起的流动减弱。因此，在行进速度为40m/min以下时，适用本发明而抑制大粒径的颗粒附着的意义升高。因此，行进速度优选为40m/min以下，更优选为30m/min以下。另一方面，行进速度越慢，则改善的余地也越大，但是低速度下的操作会导致生产性的下降，因此行进速度优选设为5m/min以上。

实施例

(实施例1)

对于板厚0.3mm，板宽1200mm的钢带(钢板)，利用上述那样的辊式涂布机进行了浆料涂布。从喷嘴2将浆料向钢带的表面和背面喷射，接下来，将多余的浆料利用辊3挤压，然后，利用干燥炉进行了干燥。辊3直径为200mm，对金属辊覆盖聚氨酯橡胶(肖氏硬度a55°，厚度20mm)而作成。辊压紧压根据附着量而在10～250kgf/m(100～2500n/m)的范围内变化。辊3以与钢带的行进相同的速度向同方向旋转。对辊表面实施了宽度方向间距0.1mm，深度0.05mm的v槽加工。浆料供给用的喷嘴2使用了在圆筒管上以100mm间距沿宽度方向具有圆孔φ6mm的结构。

作为涂布液的浆料使用水与氧化镁粉混合后的浆料，浆料中的氧化镁设为15质量％。行进速度在10～120m/min的范围内变化。使涂布了浆料后的样板干燥，利用粒径测定器测定在钢板表面(表面及背面)附着的氧化镁的烧结粒、凝集粒(mgo粗粒)的粒径，得到钢板表面上的粒径10μm以上的mgo粗粒含有率。

图4示出以200mm的辊直径、10m/min的通板速度、20°的喷射角度θ、0mm的高度h、0～300mm的距离d、20、35、50l/min/m浆料流量涂布浆料时的粒径10μm以上的mgo粗粒含有率。通过缩短距离d而粒径10μm以上的mgo粗粒含有率减少。通过使浆料流量增加而粒径10μm以上的mgo粗粒含有率减少。但是，距离d为100mm以下的话，即使浆料流量比35l/min/m多，粒径10μm以上的mgo粗粒含有率也无法再进一步大幅减少。

图5示出以200mm的辊直径、10、40、80、120m/min的行进速度、20°的喷射角度θ、0mm的高度h、0～300mm的距离d、35l/min/m的浆料流量涂布浆料时的粒径10μm以上的mgo粗粒含有率。通板速度越高，则粒径10μm以上的mgo粗粒含有率越降低。通板速度80m/min以上的话，无论距离d如何，mgo粗粒含有率都大致恒定。

图6示出以200mm的辊直径、10m/min的行进速度、20、50、80°的喷射角度θ、0mm的高度h、0～300mm的距离d、35l/min/m的浆料流量涂布浆料时的粒径10μm以上的mgo粗粒含有率。喷射角度越浅，则粒径10μm以上的粗粒含有率越降低。但是，距浆料供给位置的距离d为100mm以下的话，即使喷射角度比50°浅，粒径10μm以上的粗粒含有率也不会再进一步大幅减少。

图7示出以200mm的辊直径、10m/min的通板速度、0、20、50、80°的喷射角度、10、50、100、150mm的高度h、35l/min/m的浆料流量进行涂布时的粒径10μm以上的mgo粗粒含有率。通过将喷射角度设为0～50°，能够减少10μm以上的粗粒含有率。喷射角度为80°的话，即使高度h为100mm以下，也成为10μm以上的粗粒含有率高的结果。

需要说明的是，在上述实施例中，使用了钢带作为带状构件，但是不需要特别限定为钢板，也适用于铝等其他的金属板或纸、膜。另外，关于涂布液也没有限定为氧化镁浆料。

标号说明

1带状构件

2喷嘴

3辊(前段的辊)

4辊(后段的辊)