JP2000070796A

JP2000070796A - 塗布膜厚制御方法及び装置

Info

Publication number: JP2000070796A
Application number: JP10245319A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Morikawa; 容任森川; Munehiro Ishioka; 宗浩石岡
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1998-08-31
Filing date: 1998-08-31
Publication date: 2000-03-07

Abstract

(57)【要約】【課題】連続走行する基材への液体塗布に際し、液体塗
布後に気体ノズルで気体を噴射して塗布膜厚の均一化を
図る。【解決手段】連続走行する基材４に液体５を塗布して塗
布膜を形成し、気体ノズル６によって塗布膜に気体を噴
射て塗布膜厚の均一化を図る塗布膜厚制御方法におい
て、基材４の走行速度、塗布膜厚、基材４と気体ノズル
６間の距離とを測定し、この測定した基材４の走行速度
と、塗布膜厚と、基材４と気体ノズル６間の距離と、塗
布膜厚の均一化を可能とする気体ノズル６の噴射圧力の
範囲を求めるモデル式とに基づいて、塗布膜厚の均一化
を可能とする気体ノズル６の噴射圧力の範囲のうちの最
小値近傍の値を決定し、この最小値近傍の値となるよう
に気体ノズル６の噴射圧力を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続走行する基材
への液体塗布に際し、液体塗布後に気体ノズルで気体を
噴射して塗布膜厚の均一化を図る塗布膜厚制御方法及び
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば鋼帯などの基材に連続的に液体を
塗布する方法として、ロールコーター、スライドコータ
ー、カーテンコーター等を用いる方法がある。近年、塗
布速度の高速化による生産性の向上、あるいは外観欠陥
のない美麗な塗布表面が求められており、高速な塗布で
あっても塗布膜厚を均一にして塗布表面を美麗にする必
要性が高まっている。

【０００３】しかし、移送される鋼帯に液体を塗布して
も、必ずしも均一な塗布膜は得られない。例えば、各ロ
ールの接触部において同方向に回転する２ロールコータ
ーを用いて鋼帯に液体を塗布する方法では、ロール間の
メニスカスで発生するローピングによるライン移送方向
と平行な筋ムラが生じることがある。また、ロール間や
ロール・鋼帯間に気泡が巻き込まれ、筋ムラが生じるこ
とがある。

【０００４】このような状況により、筋ムラが発生する
と、外観欠陥や塗布皮膜の機能が損なわれるという問題
が生じる場合がある。さらに、上記の他の塗布方法にお
いても、空気随伴による筋ムラが発生し同様の問題が生
じる場合がある。

【０００５】したがって、塗布時の筋ムラ等を解消する
ために、塗布後に塗布膜厚を均一にする必要がある。従
来からこの塗布膜厚を均一にするための制御方法とし
て、塗布位置の下流側にガスワイピング装置を配置し、
このガスワイピング装置によりガスを鋼帯上の塗膜に噴
射し、塗布膜厚の均一化を図る方法が用いられている。

【０００６】例えば、特開平７−６２４４５号公報に
は、鋼帯を挟むように配置された１対のロールコータに
より液体を鋼帯に塗布した後、その下流側に鋼帯を挟む
ように配置された１対の気体ノズルによりエアーを鋼帯
上の塗膜に対して噴射し、塗布膜厚の均一化を図る方法
が開示されている。

【０００７】また、例えば特開平９−４７７１５号公報
には、金属板に所定量の液体の塗布を行った後、気体ノ
ズルにより気体を金属板に対して噴射し、塗布膜厚の均
一化を図る方法が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな気体ノズルからの気体噴射により塗布膜厚の均一化
を図る従来の方法では、気体噴射により基材上の塗布液
が飛散するスプラッシュ現象が生じ、作業環境を著しく
悪化させるとともに、この飛散した塗布液が外観劣化の
原因となる。

【０００９】特に、基材のライン速度を増大するほど気
体噴射による塗膜への衝突圧力を高くしなければなら
ず、スプラッシュ現象が顕著になり、外観劣化による歩
留りの低下が発生するという問題点がある。

【００１０】また、先の公報において開示されている塗
布膜厚の均一化方法においては、塗布膜厚均一化に必要
な気体噴射条件が開示されていない。そのため、ライン
速度等の操業条件が変更される毎に噴射条件を見定める
必要があり、作業効率が低下するという問題がある。

【００１１】本発明は、以上のような実状に鑑みてなさ
れたものであり、気体噴射を行う際の条件を適切に制御
し、これにより塗布膜厚の均一化を図る塗布膜厚制御方
法及び装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために以下のような手段を講じた。第１の発明の
塗布膜厚制御方法は、連続走行する基材に液体を塗布し
て塗布膜を形成し、気体ノズルによって塗布膜に気体を
噴射して塗布膜厚の均一化を図る塗布膜厚制御方法にお
いて、基材の走行速度、塗布膜厚、基材と気体ノズル間
の距離を測定し、この測定した基材の走行速度と、塗布
膜厚と、基材と気体ノズル間の距離と、塗布膜厚の均一
化を可能とする気体ノズルの噴射圧力の範囲を求めるモ
デル式とに基づいて、この範囲のうちの最小値近傍の値
を決定し、この最小値近傍の値となるように気体ノズル
の噴射圧力を制御する塗布膜厚制御方法である。

【００１３】この第１の発明の塗布膜厚制御方法におい
ては、最小限の噴射圧力で塗布膜厚の均一化がなされる
ため、スプラッシュ現象等の発生を防止する。したがっ
て、作業環境の向上、外観劣化の防止が可能となり、基
材のライン速度の増加による生産性の向上、外観劣化防
止による歩留りの低下防止が可能になる。

【００１４】また、液体塗布環境が変更されても、塗布
膜厚を均一にするための気体噴射条件がモデル式から自
動的に決定され、自動的にこの気体噴射条件が実現され
るため、作業効率を向上させることができる。

【００１５】第２の発明の塗布膜厚制御方法は、連続走
行する基材に液体を塗布して塗布膜を形成し、気体ノズ
ルによって塗布膜に気体を噴射して塗布膜厚の均一化を
図る塗布膜厚制御方法において、基材の走行速度、塗布
膜厚、気体ノズルの噴射圧力を測定し、この測定した基
材の走行速度と、塗布膜厚と、気体ノズルの噴射圧力
と、塗布膜厚の均一化を可能とする基板と気体ノズル間
の距離の範囲を求めるモデル式とに基づいて、この範囲
のうちの最大値近傍の値を決定し、この最大値近傍の値
となるように基材と気体ノズル間の距離を制御する塗布
膜厚制御方法である。

【００１６】この第２の発明の塗布膜厚制御方法におい
ては、最大限の基材・気体ノズル間距離が確保されて塗
布膜厚の均一化がなされるため、スプラッシュ現象等の
発生を防止する。

【００１７】これにより、先の第１の発明の場合と同様
の作用が得られ、同様の効果を得ることができる。第３
の発明の塗布膜厚制御装置は、連続走行する基材に液体
を塗布して塗布膜を形成し、気体ノズルによって塗布膜
に気体を噴射して塗布膜厚の均一化を図る塗布膜厚制御
装置において、基材の走行速度を検出する速度検出手段
と、塗布膜厚を検出する塗布膜厚検出手段と、基材と気
体ノズル間の距離を検出する距離検出手段と、速度検出
手段によって検出された基材の走行速度と、塗布膜厚検
出手段によって検出された塗布膜厚と、距離検出手段に
よって検出された基材と気体ノズル間の距離と、塗布膜
厚の均一化を可能とする気体ノズルの噴射圧力の範囲を
求めるモデル式とに基づいて、この範囲のうちの最小値
近傍の値を決定する演算手段と、演算手段によって決定
された最小値近傍の値となるように気体ノズルの噴射圧
力を制御する制御手段とを具備した塗布膜厚制御装置で
ある。

【００１８】この第３の発明の塗布膜厚制御装置は、第
１の発明の塗布膜厚制御方法を実現するものであるた
め、第１の発明と同様の作用効果を得ることができる。
第４の発明の塗布膜厚制御装置は、連続走行する基材に
液体を塗布して塗布膜を形成し、気体ノズルによって塗
布膜に気体を噴射して塗布膜厚の均一化を図る塗布膜厚
制御装置において、基材の走行速度を検出する速度検出
手段と、塗布膜厚を検出する塗布膜厚検出手段と、気体
ノズルの噴射圧力を検出する噴射圧力検出手段と、速度
検出手段によって検出された基材の走行速度と、塗布膜
厚検出手段によって検出された塗布膜厚と、噴射圧力検
出手段によって検出された噴射圧力と、塗布膜厚の均一
化を可能とする基材と気体ノズル間の距離の範囲を求め
るモデル式とに基づいて、この範囲のうちの最大値近傍
の値を決定する演算手段と、演算手段によって決定され
た最大値近傍の値となるように気体ノズルの噴射圧力を
制御する制御手段とを具備した塗布膜厚制御装置であ
る。この第４の発明の塗布膜厚制御装置は、第２の発明
の塗布膜厚制御方法を実現するものであるため、第２の
発明と同様の作用効果を得ることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。（第１の実施の形態）本実施の形態では、スプラッシュ
現象を防止するために、気体噴射による塗膜への衝突圧
力を極力抑えながら、塗布膜厚を均一化させる塗布膜厚
制御方法について説明する。

【００２０】図１は、本実施の形態に係る塗布膜厚制御
方法が適用される液体塗布ラインの状態を示す側面図で
ある。この図１の液体塗布ラインにおいては、２つのロ
ーラからなる２ロールコーター１ａ、１ｂが、搬送ロー
ラ２、３の回転により移動される帯状基材４の上面及び
下面に接するように配置されている。この２ロールコー
タ１ａ、１ｂは、溜められた液体５をピックアップし、
移動されている基材４表面に塗布する。

【００２１】２ロールコータ１ａ、１ｂの下流側の基材
４上面側及び下面側には、気体ノズル６が配置されてお
り、この気体ノズル６が液体５塗布後の基材４の上下面
に気体を噴射する。

【００２２】図２は、水平方向に走行する基材４上面に
気体ノズル６からの気体が噴射された場合の液流動状態
を示す側面断面図である。この図２において、基材４は
水平方向（長手方向）に速度Ｖで移動している。また、
基材４上面の塗布膜はウェット状態であり、この塗布時
点での厚さはＴである。さらに、気体ノズル６は、基材
上４面から距離Ｂだけ離れて設置されている。気体ノズ
ル６から圧力Ｐの力を受けている液体の流動状態は下記
（１）式で表される。

【００２３】

【数１】

【００２４】この（１）式において、ｕは塗布膜内の流
速、Ｐは先に述べたように噴流（噴射された気体）によ
る圧力、μは塗布液体５の粘度、ｘは基材４の移動方
向、ｙは基材４の上下面と垂直な方向であり基材４表面
から気体ノズル６へ向かう方向を表している。ここで、
塗布膜の境界条件として下記（２）式を与える。

【００２５】

【数２】この（２）式のもとで（１）式を解くと、下記（３）式
が得られる。

【００２６】

【数３】

【００２７】この（２）式、（３）式において、Ｖ、Ｔ
は先に述べたようにそれぞれライン速度、ウェット状の
塗布膜厚を表している。本実施の形態においては、塗膜
厚均一化に必要な条件として、エアー噴射地点の上流側
に液溜りを生じさせる条件を適用する。このエアー噴射
地点の上流側に液溜りを生じさせる条件は下記（４）式
のようなものである。すなわち、この（４）式の条件
は、塗布膜に気体が噴射された際にウェット状の液体が
上流側に逆流することから得られるものである。

【００２８】

【数４】

【００２９】（３）式、（４）式から、（３）式の右辺
にｙ＝Ｔを代入したものはゼロより小さくなり、この式
を整理すると、ｄＰ／ｄｘの最大値に関して下記（５）
式を得ることができる。

【００３０】

【数５】また、圧力Ｐは噴流の流速Ｕにより下記（６）式で表さ
れる。

【００３１】

【数６】

【００３２】この（６）式においてρは気体の密度であ
る。噴流による流速Ｕは、２次元噴流理論によると、噴
流の流速が減衰しないポテンシャルコアを有する展開領
域と、ポテンシャルコアを持たない発達領域により異な
る。

【００３３】展開領域（基材４・気体ノズル６間距離Ｂ
を、気体ノズル６のスリットギャップＤで割った値が、
定数Ｌ以下の場合）では、この噴流による流速Ｕは下記
（７）のようになる。

【００３４】

【数７】

【００３５】ここで、ｅｒｆ（Ｃ₁ ｘ／Ｂ）は誤差関数
である。Ｕ₀ は噴流の中心における最大流速、Ｃ₁ は定
数を表している。一方、発達領域（Ｂ／Ｄ＞Ｌ）では、
噴流による流速Ｕは下記（８）のようになる。

【００３６】

【数８】

【００３７】ここで、Ｃ₂ は定数である。したがって、
展開領域では、（７）式を（６）式に代入して微分し、
ｄＰ／ｄｘの最大値を求めることで、下記（９）式が得
られる。

【００３８】

【数９】一方、発達領域では、（８）式を（６）式に代入して微
分し、ｄＰ／ｄｘの最大値を求めることで、下記（１
０）式が得られる。

【００３９】

【数１０】

【００４０】この（９）式、（１０）式において、Ｐ_s
は噴流による基材４への衝突圧力、Ｃ₃ 、Ｃ₄ は定数で
ある。また、気体ノズル６内での気体の流れが等エント
ロピー変化の場合、気体ノズル６の流速は（１１）式で
示される。

【００４１】

【数１１】

【００４２】この（１１）式において、Ｐ₀ は大気圧、
Ｐ_n は気体ノズル６のヘッダ圧力を示す。ここで、
（５）式の左辺に（９）式を代入して下記（１２）式を
得ることができる。

【００４３】

【数１２】また、（６）式により下記（１３）式の関係が成り立
つ。

【００４４】

【数１３】

【００４５】Ｕは（７）式からｘ方向の分布を持つが、
ここでは最大流速でよいため、Ｕ＝Ｕ₀ となる。また、
Ｕ₀ は（１１）式のように示される。したがって、（１
１）式を（１３）式に代入して求めたＰs を（１２）式
に代入し、整理すると、展開領域において塗布膜厚を均
一に保つための条件式である（１４）式が得られる。

【００４６】

【数１４】

【００４７】（７）式の代わりに（８）式を、（９）式
の代わりに（１０）式を用いると、発達領域において塗
布膜厚を均一に保つための条件式である（１５）式が得
られる。

【００４８】

【数１５】

【００４９】この（１４）式、（１５）式において、κ
は気体の比熱比であり、Ｃ₅ 、Ｃ₆は定数である。以上
のような過程を経て得られる（１４）式は、展開領域に
おいて塗布膜厚の均一化を可能とする気体ノズルの噴射
圧力の範囲を求めるモデル式である。

【００５０】また、（１５）式は、発達領域において塗
布膜厚の均一化を可能とする気体ノズルの噴射圧力の範
囲を求めるモデル式である。次に、この（１４）式、
（１５）式を用いて、塗布膜厚の均一化制御を行う塗布
膜厚制御方法について説明する。

【００５１】まず、塗布液体の粘度μ、ガス種の比熱比
κ、気体ノズルのスリットギャップＤを予め求めてお
く。次に、基材のライン速度Ｖ、塗布膜厚Ｔ、基材と気
体ノズルの間の距離Ｂ、大気圧Ｐ₀ を測定する。

【００５２】ここで、展開領域の場合には、予め求めて
おいた塗布液体の粘度μ、ガス種の比熱比κと、測定さ
れた基材のライン速度Ｖ、塗布膜厚Ｔ、基材と気体ノズ
ルの間の距離Ｂ、大気圧Ｐ₀ とを（１４）式に代入し、
この（１４）式が成り立つＰ_n の範囲のうち、最小値に
近い値（最小値でもよい）を決定する。

【００５３】一方、発達領域の場合には、予め求めてお
いた塗布液体の粘度μ、ガス種の比熱比κ、気体ノズル
のスリットギャップＤと、測定された基材のライン速度
Ｖ、塗布膜厚Ｔ、基材と気体ノズルの間の距離Ｂ、大気
圧Ｐ₀ とを（１５）式に代入し、この（１５）式が成り
立つＰ_n の範囲のうち、最小値に近い値（最小値でもよ
い）を決定する。

【００５４】そして、気体ノズルのヘッダ圧力をこの決
定した最小値に近い値に制御する。このように、本実施
の形態に係る塗布膜厚制御方法においては、予め求めら
れている塗布液体の粘度μ、ガス種の比熱比κ、気体ノ
ズルのスリットギャップＤを（１４）、（１５）のモデ
ル式に代入し、さらに基材のライン速度Ｖ、塗布膜厚
Ｔ、基材と気体ノズルの間の距離Ｂ、大気圧Ｐ₀ を検出
し、それらの値を（１４）、（１５）のモデル式に代入
することにより、塗布膜均一化に必要な最低噴射圧力を
求めることができる。

【００５５】これにより、スプラッシュ発生量を極力抑
えることができ、作業環境の向上、外観劣化の防止が可
能となる。また、基材のライン速度が速い場合にも、塗
布膜への噴射圧力を最低限に抑えてスプラッシュを防止
することができるため、基材のライン速度を増加させて
生産性を向上させることができる。

【００５６】さらに、外観劣化の防止により歩留りの低
下が可能になる。さらに、自動的に塗布膜厚の均一化が
なされるため、ライン速度等が変化した場合であって
も、迅速に塗布膜厚が均一化される。

【００５７】そして、塗布膜厚を均一にするための気体
噴射条件がモデル式から自動的に決定され、自動的にこ
の気体噴射条件が実現されるため、ユーザによる噴射条
件の見定めが不要であり、作業効率を向上させることが
できる。

【００５８】なお、本実施の形態において塗布膜厚Ｔは
ウェット状態の塗布膜の厚さとしているが、塗布後にド
ライヤー、オーブン等で希釈液（水、有機溶媒）を蒸発
・乾燥させた塗布膜厚をＴとしてもよい。

【００５９】この場合、乾燥した塗布膜厚Ｔと希釈率と
を考慮し、ウェット状態での塗布膜厚を求める。下記の
（１６）式は、この希釈率を考慮し、乾燥させた塗布膜
厚Ｔにより、（４）式の条件を書き換えた式である。

【００６０】

【数１６】

【００６１】ここで、例えばαは希釈率が２０％なら５
となる。このαは液の成分比が分かっていれば一義的に
決まる定数である。また、この場合、（５）式は、下記
の（１７）式で書き換えられる。

【００６２】

【数１７】

【００６３】（第２の実施の形態）本実施の形態に係る
塗布膜厚制御方法は、第１の実施の形態の塗布膜厚制御
方法を変形したものである。

【００６４】先の第１の実施の形態に係る塗布膜厚制御
方法においては、気体噴射圧力を制御することでスプラ
ッシュ発生量を抑制していた。本実施の形態において
は、これに代えて、基材と気体ノズルの間の距離を制御
することによりスプラッシュ発生量を抑制する。先で述
べた（１４）式を基材と気体ノズル間の距離Ｂに関する
式に変形すると、（１８）式が得られる。

【００６５】

【数１８】また、同様に（１５）式を基材と気体ノズル間の距離Ｂ
に関する式に変形すると、（１９）式が得られる。

【００６６】

【数１９】

【００６７】したがって、本実施の形態に係る塗布膜厚
制御方法においては、予め求められている塗布液体の粘
度μ、ガス種の比熱比κ、気体ノズルのスリットギャッ
プＤを（１８）、（１９）のモデル式に代入し、さらに
基材のライン速度Ｖ、塗布膜厚Ｔ、気体ノズルのヘッダ
圧力Ｐ_n 、大気圧Ｐ₀ を検出し、それらの値を（１
８）、（１９）のモデル式に代入することにより、塗布
膜均一化を実現する最大の基材と気体ノイズの間の距離
を求めることができる。

【００６８】そして、この最大の基材と気体ノイズの間
の距離を確保して液体の塗布を行うことで、スプラッシ
ュ発生量を極力抑えることができ、第１の実施の形態の
場合と同様の効果を得ることができる。

【００６９】（第３の実施の形態）本実施の形態におい
ては、先の第１の実施の形態に係る塗布膜厚制御方法を
実行するための塗布膜厚制御装置について説明する。

【００７０】すなわち、本実施の形態に係る塗布膜厚制
御装置は、（１４）式、又は（１５）式を用いて、気体
ノズルの気体噴射圧力を制御する。図３は、本実施の形
態に係る塗布膜厚制御装置を示すブロック図であり、図
１と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ詳しく説明する。

【００７１】距離計７は、基材４と気体ノズル７との間
の距離を測定し、演算装置８に出力する。速度検出器９
は、基材４に沿って回転する速度検出用ローラ９ａの回
転速度に基づいて、速度処理部９ｂにて基材４の移動速
度Ｖを検出し、演算装置８に出力する。

【００７２】塗布膜厚計１０は、基材４の表面に形成さ
れたウェット状態の塗布膜の厚さを検出し、演算装置８
に出力する。演算装置８は、予め設定されている塗布液
体の粘度、ガス種の比熱比、気体ノズル６のスリットギ
ャップからなる各設定値を保持している。

【００７３】また、演算装置８は、距離計７からの基材
４と気体ノズル６間の距離、速度検出器９からの移動速
度、塗布膜厚計１０からの塗布膜の厚さを入力し、図示
しない大気圧計により大気圧を測定する。

【００７４】そして、この上記の各設定値及び各入力値
を、展開領域の場合には（１４）式、発達領域の場合に
は（１５）式に代入し、塗布膜厚均一化を達成する気体
噴射圧力の範囲を求め、この範囲の中の最小噴射圧力を
制御装置１１に出力する。

【００７５】制御装置１１は、演算装置８から入力した
最小噴射圧力を達成するために調整弁１２を調節する。
調整弁１２は、制御装置１１からの制御にしたがって開
度の調節がなされ、この調整弁１２の開度調節により気
体ノズル６の気体噴射圧力が適切に設定される。

【００７６】上記のような構成を持つ塗布膜厚制御装置
の動作は、先の第１の実施の形態に係る塗布膜厚制御方
法と同様である。すなわち、この塗布膜厚制御装置で
は、塗布ラインを走行する基材４の上下面に対して、２
ロールコーター１ａ、１ｂで液体が塗布され、その後気
体ノズル６によって基材４の上下面に気体が噴射され
る。

【００７７】次に、ライン下流の塗布膜厚計１０、速度
検出器９により、それぞれ塗布膜厚Ｔ、ライン速度Ｖが
測定され、演算装置８に入力される。また、距離計７に
より気体ノズル６と基材４間の距離Ｂも測定され、演算
装置８に入力される。

【００７８】演算装置８においては、展開領域の場合に
は予め設定されている各設定値、及び各入力値と（１
４）式とにより、塗布膜均一化に必要な気体噴射圧力の
最低値が求められる。

【００７９】一方、発達領域の場合には各設定値、及び
入力値と（１５）式とにより、塗布膜均一化に必要な気
体噴射圧力の最低値が求められる。制御装置１１では、
演算装置８によって求められた最低気体噴射圧力を実現
すべく、調整弁１２の開度調節制御が実行される。

【００８０】この調整弁１２の開度が制御されること
で、気体ノズル６の噴射圧力を最低の噴射圧力とするこ
とができる。以上のように、本実施の形態に係る塗布膜
厚制御装置においては、基材４表面の塗布膜厚を均一に
保つ最低の噴射圧力を自動的に演算し、この演算によっ
て得られた最低噴射圧力によって気体ノズル６が気体を
噴射する。

【００８１】ゆえに、スプラッシュ現象を防止し、第１
の実施の形態の場合と同様の効果が得られる。（第４の実施の形態）本実施の形態においては、先の第
２の実施の形態に係る塗布膜厚制御方法を実行するため
の塗布膜厚制御装置について説明する。

【００８２】すなわち、本実施の形態に係る塗布膜厚制
御装置は、（１８）式、又は（１９）式を用いて、基材
と気体ノズルの間の距離を制御する。図４は、本実施の
形態に係る塗布膜厚制御装置を示すブロック図であり、
図３と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分についてのみ詳しく説明す
る。

【００８３】圧力計１３は、気体ノズル６による気体噴
射圧力（気体ノズル６のヘッダ圧力）を検出し、演算装
置１４に出力する。演算装置１４は、第１の実施の形態
で述べた演算装置８と同様の各設定値を有し、また移動
速度、塗布膜の厚さ、圧力計１３からの気体噴射圧力、
大気圧からなる各入力値を入力する。

【００８４】そして、この演算装置１４は、各設定値及
び各入力値を、展開領域の場合には（１８）式、発達領
域の場合には（１９）式に代入し、塗布膜厚一定化を達
成する基材４と気体ノズル６の間の距離の範囲を求め、
この範囲の中の最大距離を制御装置１５に出力する。

【００８５】制御装置１５は、演算装置１４から入力し
た基材４と気体ノズル６の間の最大距離を達成するため
に気体ノズル駆動装置１６を制御する。気体ノズル駆動
装置１６は、制御装置１５からの制御にしたがって気体
ノズル６を移動させる。

【００８６】上記のような構成を持つ塗布膜厚制御装置
の動作においては、演算装置１４が、（１８）式又は
（１９）式に基づいて塗布膜厚一定化を達成する基材４
と気体ノズル６の間の距離の最大値を求める点、及び制
御装置１５が基材４と気体ノイズ６の間の距離を許容範
囲の最大とする点が主に異なり、他の点についてはほぼ
同様であるため、説明を省略する。また、本実施の形態
に係る塗布膜厚制御装置の効果も、第２の実施の形態に
係る塗布膜厚制御方法と同様であるため、ここでは説明
を省略する。

【００８７】

【実施例】（実施例１）以下に、本発明による図３の塗
布膜厚制御置（第３の実施の形態に係る塗布膜厚制御装
置）によって塗布膜厚の制御を実行した場合について説
明する。

【００８８】ここでは、基材４として用いた幅２００m
m、厚さ０．５mmの鋼板の上下面に、粘度５cpの水溶性
液体５を２ロールコーター１ａ、１ｂにより塗布し、そ
の後スリットギャップが１mmの気体ノズル６からエアー
を鋼板上下面に対して噴射する。

【００８９】また、この実施例１では、ライン速度が１
２０m/min 、ウェット値に換算した平均塗布膜厚が上面
１０．５μm 、下面１０．０μm 、鋼板と気体ノズル６
の間の距離が１０mmと測定されている。

【００９０】図５は、この実施例１の状態において、気
体噴射を行わない場合と、本発明による場合の鋼板幅方
向の塗布膜厚分布を示す図であり、図５（ａ）が気体噴
射を行わない場合、図５（ｂ）が本発明による場合を示
している。

【００９１】図５（ａ）に示すように、気体噴射を行わ
ない場合には、幅２mm前後の波長をもつ塗布ムラが観測
された。一方、図５（ｂ）に示すように、モデル式（１
４）、（１５）に基づく塗布膜均一化に必要な最低噴射
圧力により気体を噴射した場合には、前記の塗布ムラが
消滅した。

【００９２】図６は、実施例１の状態において、気体噴
射を行わない場合の鋼板幅方向の塗布膜厚分布、及び気
体噴射圧力を制御する本発明の鋼板幅方向の塗布膜厚分
布を周波数解析した結果である。

【００９３】気体噴射しない場合には、波長２mm前後に
大きな振幅をもっているが、本発明による気体噴射を行
うことにより、前記の大きな振幅が減少していることが
分かる。

【００９４】また、外観を見比べても、エアー噴射を行
わない場合に比べ、本発明による場合の方が飛躍的に向
上した。さらに、この実施例１の条件において、ライン
速度１２０m/min を１５０m/min に変更した場合の塗布
膜厚の状態を調べた。

【００９５】図７は、実施例１の状態においてライン速
度を変更した場合の塗布外観の変化状態を示す図であ
る。この図７に示すように、本発明により塗布膜厚の制
御を行った場合には、ライン速度の変更後すぐに塗布膜
厚均一化が達成された。

【００９６】これに対し、塗布膜の表面外観を見ながら
液体塗布条件の調整を行う従来の方法では、適当な条件
で外観を見ながら調整をしなければならないため、塗布
膜厚均一化に数十秒の時間を必要とする。また、その間
は最適な気体噴射圧力が把握できないため、過度の気体
噴射によるスプラッシュが多量に発生したり、不十分な
気体噴射圧力により部分的にしか塗布膜の均一化がなさ
れていない状態となる。

【００９７】（実施例２）以下に、本発明による図４の
塗布膜厚制御置（第４の実施の形態に係る塗布膜厚制御
装置）によって塗布膜厚の制御を実行した場合について
説明する。

【００９８】ここでは、基材、塗布液体、気体ノズルに
先の実施例１と同様のものが利用されている。また、こ
の実施例２では、ライン速度が１２０m/min 、ウェット
値に換算した塗布膜厚が上面９．５μm 、下面１０．５
μm 、気体噴射圧力が０．４kgf/cm²と測定されてい
る。

【００９９】図８は、この実施例２の状態において、気
体噴射を行わない場合と、本発明による場合の鋼板幅方
向の塗布膜厚分布を示す図であり、図８（ａ）が気体噴
射を行わない場合、図８（ｂ）が本発明による場合を示
している。

【０１００】図８（ａ）に示すように、気体噴射を行わ
ない場合には、幅２mm前後の波長をもつ塗布ムラが観測
された。一方、図８（ｂ）に示すように、モデル式（１
８）、（１９）に基づく塗布膜均一化に必要な鋼板と気
体ノズルの間の距離により気体を噴射した場合には、前
記の塗布ムラが消滅した。

【０１０１】図９は、実施例２の状態において、気体噴
射を行わない場合の鋼板幅方向の塗布膜厚分布、及び鋼
板と気体ノズルの間の距離を制御する本発明の鋼板幅方
向の塗布膜厚分布を周波数解析した結果である。

【０１０２】気体噴射しない場合には、波長２mm前後に
大きな振幅をもっているが、本発明による気体噴射を行
うことにより、前記の大きな振幅が減少していることが
分かる。

【０１０３】また、外観を見比べても、エアー噴射を行
わない場合に比べ、本発明による場合の方が飛躍的に向
上した。さらに、この実施例２の条件において、ライン
速度１２０m/min を１５０m/min に変更した場合の塗布
膜厚の状態を調べた。

【０１０４】図１０は、実施例２の状態においてライン
速度を変更した際における塗布外観の変化状態を示す図
である。この図１０に示すように、本発明により塗布膜
厚の制御を行った場合には、ライン速度の変更後すぐに
塗布膜厚均一化が達成されたのに対し、従来の方法で
は、数十秒間の時間を要している。また、この数十秒間
は多量のスプラッシュが発生したり、部分的にしか塗布
膜厚の均一化がなされない状況であった。

【０１０５】

【発明の効果】以上詳記したように本発明の塗布膜厚制
御方法及び装置においては、基材に塗布された液体で形
成される塗布膜の厚さを均一にするのに必要な気体ノズ
ルの気体噴射圧力の範囲をモデル式を用いて求める。

【０１０６】そして、この求められた気体噴射圧力の範
囲のうち、最小の気体噴射圧力により塗布膜の厚さの均
一化を図る。このように、最小限の気体噴射圧力で均一
化を図ることで、スプラッシュ発生量を極力抑えること
ができ、これにより作業環境の向上、外観劣化の防止が
可能となる。

【０１０７】また、基材のライン速度が速い場合にも、
塗布膜への噴射圧力を最低限に抑えることでスプラッシ
ュを防止できるため、基材のライン速度を増加させて生
産性を向上させることができる。

【０１０８】さらに、外観劣化の防止により歩留りの低
下が可能になる。そして、塗布膜厚を均一にするための
気体噴射条件がモデル式から自動的に決定され、自動的
にこの気体噴射条件が実現されるため、ユーザによる噴
射条件の見定めが不要であり、作業効率を向上させるこ
とができる。

【０１０９】なお、本発明は、塗布膜の厚さを均一にす
るのに必要な基材と気体ノズルの間の距離の範囲をモデ
ル式を用いて求め、この求められた距離範囲のうちの最
大の距離を確保することで塗布膜の厚さの均一化を図る
場合にも、同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る塗布膜厚制御
方法が適用される液体塗布ラインの状態を示す側面図。

【図２】同実施の形態において、水平方向に走行する基
材上面に気体ノズルからの気体が噴射された場合の液流
動状態を示す側面断面図

【図３】本発明の第３の実施の形態に係る塗布膜厚制御
装置を示すブロック図。

【図４】本発明の第４の実施の形態に係る塗布膜厚制御
装置を示すブロック図。

【図５】実施例１の状態において、気体噴射を行わない
場合と、本発明による場合の鋼板幅方向の塗布膜厚分布
を示す図。

【図６】実施例１の状態において、気体噴射を行わない
場合の鋼板幅方向の塗布膜厚分布、及び気体噴射圧力を
制御する本発明の鋼板幅方向の塗布膜厚分布を周波数解
析した結果を示す図。

【図７】実施例１の状態においてライン速度を変更した
場合の塗布外観の変化状態を示す図。

【図８】実施例２の状態において、気体噴射を行わない
場合と、本発明による場合の鋼板幅方向の塗布膜厚分布
を示す図。

【図９】実施例２の状態において、気体噴射を行わない
場合の鋼板幅方向の塗布膜厚分布、及び鋼板と気体ノズ
ルの間の距離を制御する本発明の鋼板幅方向の塗布膜厚
分布を周波数解析した結果を示す図。

【図１０】実施例２の状態においてライン速度を変更し
た際における塗布外観の変化状態を示す図。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ…２ロールコーター２、３…搬送ローラ４…基材５…液体６…気体ノズル７…距離計８、１４…演算装置９…速度検出器１１、１５…制御装置１２…調整弁１３…圧力計１６…気体ノズル駆動装置

フロントページの続きＦターム(参考） 4D075 AC21 AC60 AC92 AC93 AC94 AC95 CA48 EA05 4F035 AA04 BB02 BB35 BC05 CA04 CB24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続走行する基材に液体を塗布して塗布
膜を形成し、気体ノズルによって前記塗布膜に気体を噴
射して塗布膜厚の均一化を図る塗布膜厚制御方法におい
て、前記基材の走行速度、前記塗布膜厚、前記基材と前記気
体ノズル間の距離を測定し、この測定した基材の走行速度と、前記塗布膜厚と、前記
基材と前記気体ノズル間の距離と、前記塗布膜厚の均一
化を可能とする前記気体ノズルの噴射圧力の範囲を求め
るモデル式とに基づいて、前記範囲のうちの最小値近傍
の値を決定し、この最小値近傍の値となるように前記気体ノズルの噴射
圧力を制御することを特徴とした塗布膜厚制御方法。
【請求項２】連続走行する基材に液体を塗布して塗布
膜を形成し、気体ノズルによって前記塗布膜に気体を噴
射して塗布膜厚の均一化を図る塗布膜厚制御方法におい
て、前記基材の走行速度、前記塗布膜厚、前記気体ノズルの
噴射圧力を測定し、この測定した基材の走行速度と、前記塗布膜厚と、前記
気体ノズルの噴射圧力と、前記塗布膜厚の均一化を可能
とする前記基板と前記気体ノズル間の距離の範囲を求め
るモデル式とに基づいて、前記範囲のうちの最大値近傍
の値を決定し、この最大値近傍の値となるように前記基材と前記気体ノ
ズル間の距離を制御することを特徴とした塗布膜厚制御
方法。
【請求項３】連続走行する基材に液体を塗布して塗布
膜を形成し、気体ノズルによって前記塗布膜に気体を噴
射して塗布膜厚の均一化を図る塗布膜厚制御装置におい
て、前記基材の走行速度を検出する速度検出手段と、前記塗布膜厚を検出する塗布膜厚検出手段と、前記基材と前記気体ノズル間の距離を検出する距離検出
手段と、前記速度検出手段によって検出された基材の走行速度
と、前記塗布膜厚検出手段によって検出された前記塗布
膜厚と、前記距離検出手段によって検出された前記基材
と前記気体ノズル間の距離と、前記塗布膜厚の均一化を
可能とする前記気体ノズルの噴射圧力の範囲を求めるモ
デル式とに基づいて、前記範囲のうちの最小値近傍の値
を決定する演算手段と、前記演算手段によって決定された最小値近傍の値となる
ように前記気体ノズルの噴射圧力を制御する制御手段と
を具備したことを特徴とする塗布膜厚制御装置。
【請求項４】連続走行する基材に液体を塗布して塗布
膜を形成し、気体ノズルによって前記塗布膜に気体を噴
射して塗布膜厚の均一化を図る塗布膜厚制御装置におい
て、前記基材の走行速度を検出する速度検出手段と、前記塗布膜厚を検出する塗布膜厚検出手段と、前記気体ノズルの噴射圧力を検出する噴射圧力検出手段
と、前記速度検出手段によって検出された基材の走行速度
と、前記塗布膜厚検出手段によって検出された前記塗布
膜厚と、前記噴射圧力検出手段によって検出された噴射
圧力と、前記塗布膜厚の均一化を可能とする前記基材と
前記気体ノズル間の距離の範囲を求めるモデル式とに基
づいて、前記範囲のうちの最大値近傍の値を決定する演
算手段と、前記演算手段によって決定された最大値近傍の値となる
ように前記気体ノズルの噴射圧力を制御する制御手段と
を具備したことを特徴とする塗布膜厚制御装置。