JP2002045750A - 塗装板の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピックアップロールを備えるロールコータを
用いて鋼帯に塗装を行うことにより塗装鋼板を製造する
際に、得られる塗装板の膜厚の制御精度を顕著に向上
し、これにより、所望の膜厚の塗装鋼板を工業的規模で
安定して量産することができる塗装板の製造方法および
製造装置を提供する。 【解決手段】 少なくとも、ピックアップロール１とア
プリケータロール４とを備えるロールコータ８を用いて
鋼帯６に塗装を行うことにより塗装鋼板１０を製造する
際に、ピックアップロール１の表面における凹凸状態を
演算要素として加えて塗装鋼板１０の塗膜の厚さを推定
演算し、推定演算した塗膜の厚さに基づいて塗装鋼板１
０の塗膜の厚さを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗装板の製造方法
および製造装置に関する。具体的には、本発明は、例え
ば、ロールコータを用いて低粘性の塗料を鋼帯に塗布す
ることにより塗装鋼板を製造する際に、塗膜の厚さを所
望の値に高精度で制御することができる塗装鋼板の製造
方法および製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１および図２は、いずれも、帯状板に
連続的に塗装を行う際に一般的に用いられるロールコー
タ８、９の構成例を示す説明図であって、図１は３ロー
ルにより構成されたロールコータ８を示し、図２は４ロ
ールにより構成されたロールコータ９を示す。なお、以
降の説明では、帯状体が鋼帯である場合を例にとる。

【０００３】図１に示すロールコータ８では、金属製の
剛性ロールであるピックアップロール１が矢印方向（時
計回転方向と逆方向）へ回転することによって、ピック
アップロール１の下方に配置された塗料パン２に収容さ
れた塗料３がピックアップロール１の表面に付着して汲
み上げられる。ピックアップロール１の表面に付着して
汲み上げられた塗料３の一部は、弾性体のライニングが
施された弾性ロールであってピックアップロール１に当
接しながら逆方向へ回転するアプリケータロール４の表
面に付着する。これにより、ピックアップロール１の表
面には膜厚ｈ_pのウェット塗膜が形成されるとともに、
アプリケータロール４の表面には膜厚ｈ _a のウェット塗
膜が形成される。そして、アプリケータロール４の表面
に付着した塗料の一部は、アプリケータロール４に当接
しながら同方向へ回転するバックアップロール５の外周
面に巻き付きながら移動する鋼帯６の表面に付着する。
このようにして、鋼帯６の表面に膜厚ｈ_b のウェット塗
膜が形成され、塗装鋼板１０が製造される。

【０００４】一方、図２に示すロールコータ９では、矢
印方向（時計回転方向と同方向）へ回転するピックアッ
プロール１により汲み上げられた塗料３の一部は、弾性
体のライニングが施された弾性ロールであってピックア
ップロール１に当接しながら逆方向へ回転するメタリン
グロール７の表面に付着する。これにより、ピックアッ
プロール１の表面には膜厚ｈ_p のウェット塗膜が形成さ
れる。ピックアップロール１の表面に付着した塗料３の
一部は、弾性体のライニングが施された弾性ロールであ
ってピックアップロール１に当接しながら同方向へ回転
するアプリケータロール４の表面に付着する。これによ
り、アプリケータロール４の表面には膜厚ｈ_a のウェッ
ト塗膜が形成され、図１に示すロールコータ８と同様
に、アプリケータロール４の表面に付着した塗料の一部
が、バックアップロール５の外周面に巻き付きながら移
動する鋼帯６の表面に付着する。このようにして、鋼帯
６の表面に膜厚ｈ_b のウェット塗膜が形成され、塗装鋼
板１０が製造される。

【０００５】これらのロールコータ８、９を用いて塗装
鋼板１０を高品質および低コストで製造するには、鋼帯
６の表面に形成されるウェット塗膜の膜厚ｈ_b を高精度
で制御することが極めて重要である。

【０００６】そこで、従来より、ロールコータを用いて
製造される塗装鋼板の膜厚を制御するための技術が多数
提案されている。例えば、特開平５−２２０４４１号
公報には、流体潤滑理論に基づいて塗料の比重、固形分
濃度および移動速度により規定されるモデル式を用いて
塗装鋼板の膜厚を制御する発明が、特開平６−３３５
６５７公報には、鋼板の表裏面を同時に塗装する際に鋼
板を挟み込むロールの押付力を膜厚制御因子として用い
て塗装鋼板の膜厚を制御する発明が、さらに、特開平
７−１７１４８８号公報には、弾性流体潤滑理論を適用
して求めた膜厚制御式により膜厚を制御する際に、ずり
速度と実測見かけ粘度との関係から真の見かけ粘度を求
めることにより塗装鋼板の膜厚を制御する発明が、それ
ぞれ開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者の検
討によると、特開平５−２２０４４１号公報や特開平６
−３３５６５７公報さらには特開平７−１７１４８８号
公報等により開示された、これらの従来の膜厚制御技術
を適用して薄膜の塗装鋼板１０を製造しようとすると、
塗装鋼板１０の膜厚を高精度で制御することが難しいこ
とに起因して、所望の膜厚の塗装鋼板１０を安定的に量
産できないことがわかった。

【０００８】本発明の目的は、このような従来の技術が
有する課題に鑑みてなされたものであり、ピックアップ
ロールを備えるロールコータを用いて、例えば鋼帯等の
帯状体に塗装を行うことにより塗装鋼板等の塗装板を製
造する際に、得られる塗装板の膜厚の制御精度を顕著に
向上することができ、これにより、所望の膜厚の塗装板
を工業的規模で安定して量産することができる塗装板の
製造方法および製造装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】一般的に、図１に示すロ
ールコータ８や図２に示すロールコータ９を用いて、粘
度が例えば数ｍＰａ・ｓ程度の低粘性の塗料３を塗布し
ようとすると、ピックアップロール１による塗料３の汲
み上げ量が十分に得られないことに起因して所望の膜厚
を確保できないことがある。そこで、通常、ピックアッ
プロール１の表面には規則的または不規則的に微少な凹
部が刻設されており、この凹部を設けることによりピッ
クアップロール１による塗料３の汲み上げ量を確保して
いる。

【００１０】本発明者の知見によれば、前述した従来の
各技術により求められたウェット塗膜の推定演算値を用
いてピックアップロール１等の各ロールの周速度を適宜
制御することによって塗装鋼板１０のウェット塗膜の膜
厚ｈ_b を制御しようとしても、これらの従来の技術はい
ずれもピックアップロール１の表面に形成された凹部の
存在を考慮していないため、ウェット塗膜の膜厚ｈ_b の
推定演算値にはこの凹部からの塗料供給量に起因した誤
差が不可避的に含まれてしまい、塗装鋼板１０の膜厚の
制御精度が低下してしまう。

【００１１】また、本発明者は、互いに当接しながら回
転するロール同士の間における塗料の分配量を正確に推
定演算するためには、例えば各ロールの回転方向等によ
り影響される塗料の変形挙動を反映することが有効であ
ることも知見した。

【００１２】そこで、本発明者は、上記課題を解決する
ためにこれらのロールコータ８、９のピックアップロー
ル１について詳細に検討した結果、表面に凹部が規則的
もしくは不規則的に刻設されたピックアップロールを備
えるロールコータを用いて鋼帯等の帯状体に塗装を行う
ことにより塗装板を製造する際に、剛性ロールの表面に
おける凹凸状態、さらには必要に応じて、互いに当接し
ながら回転するロール同士の間における塗料の変形挙動
に基づいて、塗装板の塗膜の厚さを制御することによ
り、塗装板の膜厚の制御精度を向上することができるこ
とを新規に知見して、本発明を完成した。

【００１３】ここに、本発明は、少なくとも、回転しな
がら塗料を汲み上げる例えば剛性ロール等のロールと、
回転しながらこのロールおよび搬送される帯状体にそれ
ぞれ当接する第１の弾性ロールとを備えるロールコータ
を用いて帯状体に塗装を行うことにより塗装板を製造す
る際に、ロールの表面における凹凸状態を演算要素とし
て加えて塗装板の塗膜の厚さを推定演算し、推定演算し
たこの塗膜の厚さに基づいて塗装板の塗膜の厚さを制御
することを特徴とする塗装板の製造方法である。

【００１４】本発明は、具体的には、少なくとも、回転
しながら塗料を汲み上げるロールと、回転しながらこの
ロールおよび搬送される帯状体にそれぞれ当接する第１
の弾性ロールとを備えるロールコータを用いて帯状体に
塗装を行うことにより塗装板を製造する際に、ロールの
表面に刻設された凹部からの塗料供給量を演算要素とし
て加えて第１の弾性ロールの表面における塗料付着量を
推定演算し、推定演算したこの塗料付着量を用いて塗装
板の塗膜の厚さを推定演算し、推定演算したこの塗膜の
厚さに基づいて塗装板の塗膜の厚さを制御することを特
徴とする塗装板の製造方法である。

【００１５】この本発明にかかる塗装板の製造方法で
は、第１の弾性ロールの表面における塗料付着量が、ロ
ールおよび第１の弾性ロールの間に存在する塗料の変形
挙動に応じて、推定演算されることが、望ましい。

【００１６】この場合に、塗料の変形挙動は、ロールお
よび第１の弾性ロールそれぞれの回転方向の異同により
決定される塗料の潤滑状態であり、塗料付着量は、塗料
の潤滑状態が流体潤滑状態である場合には流体潤滑状態
であることに基づいた第１の理論により推定演算され、
塗料の潤滑状態が境界潤滑状態である場合には第１の理
論とは異なるとともに境界潤滑状態であることに基づい
た第２の理論により推定演算されることが、例示され
る。

【００１７】また、本発明は、少なくとも、回転しなが
ら塗料を汲み上げるロールと、回転しながらロールおよ
び搬送される帯状体にそれぞれ当接する第１の弾性ロー
ルとを備えるロールコータを用いて帯状体に塗装を行う
ことにより塗装板を製造する際に、ロールおよび第１の
弾性ロールの間に存在する塗料の潤滑状態が流体潤滑状
態である場合には流体潤滑状態であることに基づいた第
１の理論により、塗料の潤滑状態が境界潤滑状態である
場合には第１の理論とは異なるとともに境界潤滑状態で
あることに基づいた第２の理論により、第１の弾性ロー
ルの表面における塗料付着量をそれぞれ推定演算し、推
定演算した塗料付着量を用いて塗装板の塗膜の厚さを推
定演算し、推定演算した塗膜の厚さに基づいて塗装板の
塗膜の厚さを制御することを特徴とする塗装板の製造方
法である。

【００１８】具体的には、前記塗料の潤滑状態が流体潤
滑状態または境界潤滑状態であるかは、前記のロールお
よび第１の弾性ロールそれぞれの回転方向の異同により
決定される。例えば、前記ロールと第１の弾性ロールと
が互いに同方向へ回転する場合には、塗料付着量は第２
の理論により推定演算され、一方、ロールと第１の弾性
ロールとが互いに逆方向へ回転する場合には、塗料付着
量は第１の理論により推定演算されることが、望まし
い。

【００１９】また、これらの本発明にかかる塗装板の製
造方法において、ロールコータが、ロールの回転方向と
は逆方向へ回転しながらロールに当接することによって
ロールの表面における塗料付着量を調節する第２の弾性
ロールを備え、ロールの表面における塗料付着量が、流
体潤滑状態であることに基づく第１の理論により推定演
算されるものであってもよい。この場合、ロールの表面
における塗料付着量が、さらに、このロールの表面に刻
設された凹部から第２の弾性ロールに供給される塗料供
給量を演算要素として加えて、推定演算されることが、
望ましい。

【００２０】また、本発明は、回転しながら塗料を汲み
上げるロールと、回転しながらこのロールおよび搬送さ
れる帯状体にそれぞれ当接する第１の弾性ロールとを少
なくとも備えるロールコータを用いて帯状体に塗装を行
うことによって塗装板を製造する際に、帯状体の塗膜の
厚さを略一定とすることが可能な、ロールコータを構成
する各ロールそれぞれのロール周速度の関係を、予め求
めておき、帯状体の速度が変更される際には、各ロール
それぞれのロール周速度の関係に基づいて、ロールコー
タを構成する各ロールのうちの少なくとも一つのロール
のロール周速度を変更することを特徴とする塗装板の製
造方法である。

【００２１】この本発明にかかる塗装板の製造方法で
は、ロールコータが、ロールの回転方向とは逆方向へ回
転しながら当接することによりこのロールの表面におけ
る塗料付着量を調節する第２の弾性ロールを備えていて
もよい。

【００２２】さらに別の観点からは、本発明は、回転し
ながら塗料を汲み上げるロール、および回転しながらこ
のロールと搬送される帯状体とにそれぞれ当接する第１
の弾性ロールを少なくとも備えるロールコータと、ロー
ルコータを構成する各ロールそれぞれのロール周速度制
御手段と、搬送される帯状体の搬送速度が変更される際
には、帯状体の塗膜の厚さを一定とすることが可能な、
ロールコータを構成する各ロールそれぞれのロール周速
度の関係に基づいてロール周速度制御手段に制御信号を
出力し、各ロールのうちの少なくとも一つのロールのロ
ール周速度を変更する制御装置とを備えることを特徴と
する塗装板の製造装置である。

【００２３】この本発明にかかる塗装板の製造装置は、
ロールコータが、ロールの回転方向とは逆方向へ回転し
ながら当接することによりこのロールの表面における塗
料付着量を調節する第２の弾性ロールを備えていてもよ
い。

【００２４】これらの本発明にかかる塗装板の製造装置
においては、さらに、帯状体の膜厚を求める手段を有す
るとともに、制御装置が、膜厚を求める手段により得ら
れた膜厚が所定範囲にない場合には、ロール周速度を変
更した各ロールのうちの少なくとも一つのロールのロー
ル周速度をさらに変更する制御信号を、ロール周速度制
御手段に出力することが、望ましい。

【００２５】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明にかかる塗装板の製造方法および製造装置の実施の形
態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、
以降の説明では、「帯状体」が鋼帯である場合を例にと
る。

【００２６】本実施の形態では、図１に示す前述したロ
ールコータ８を用いた。すなわち、ピックアップロール
１が矢印方向（時計回転方向と逆方向）へ回転すること
によって、ピックアップロール１の下方に配置された塗
料パン２に収容された塗料３が金属製のピックアップロ
ール１の表面に付着して汲み上げられる。このピックア
ップロール１は、本発明における「ロール」に相当し、
本実施の形態では金属性の剛性ロールを用いた。

【００２７】そして、ピックアップロール１の表面に付
着して汲み上げられた塗料３の一部は、弾性体のライニ
ングが施されるとともにピックアップロール１とは逆方
向へ回転するアプリケータロール４の表面に分流して付
着する。このアプリケータロール４は、本発明における
「第１の弾性ロール」に相当する。これにより、ピック
アップロール１の表面には膜厚ｈ_p のウェット塗膜が形
成されるとともに、アプリケータロール４の表面にも膜
厚ｈ_a のウェット塗膜が形成される。

【００２８】本発明者は、単位面積当たりの体積が異な
る凹部を外周面に有する種々のピックアップロール１に
ついて、ピックアップロール１と、アプリケータロール
４と、バックアップロール５の外周面の一部に巻き付き
ながら搬送される鋼帯６とのそれぞれの表面のウェット
塗膜の膜厚ｈ_p 、ｈ_a およびｈ_b をそれぞれ測定し、ピ
ックアップロール１の単位面積あたりの凹部体積がウェ
ット膜厚ｈ_a 、ｈ_b に及ぼす影響を調べた。その結果、
以下の知見（１）〜（３）を得た。

【００２９】（１）ピックアップロール１とアプリケー
タロール４との間における塗料３の通過流量は、ピック
アップロール１およびアプリケータロール４が互いに逆
方向に回転している場合（本明細書では「ナチュラル回
転」という）には、ピックアップロール１およびアプリ
ケータロール４を通過する膜厚は比較的厚いために両ロ
ール間における流動状況は流体潤滑状態であると考えら
れることから、例えば前述した特開平５−２２０４４１
号公報により開示された発明においても用いられている
流体潤滑理論により算出される通過流量と、ピックアッ
プロール１の凹部から供給される供給流量との和とし
て、求めることができる。

【００３０】（２）アプリケータロール４から鋼帯６へ
の塗料３の分流量は、アプリケータロール４の表面に存
在する塗料流量に依存する。 （３）アプリケータロール４から鋼帯６へ塗料３が分流
する際には、アプリケータロール４および鋼帯６が互い
に同方向に回転している（本明細書では「リバース回
転」という）ため、アプリケータロール４と鋼帯６との
間を通過する塗料流量は比較的薄い。このため、アプリ
ケータロール４から鋼帯６へ供給される塗料の流動状況
はもはや流体潤滑状態ではなく、境界潤滑状態に移行し
ているものと考えられる。したがって、アプリケータロ
ール４から鋼帯６へ供給される塗料３の通過流量を算出
する際、ナチュラル回転時には流体潤滑理論を適用でき
るものの、図１に示すようなリバース回転時には流体潤
滑理論は適用できない。

【００３１】そこで、以降、これらの知見（１）〜
（３）に基づいて、鋼帯６の表面におけるウェット塗膜
の膜厚ｈ_b を推定演算する手順を順次説明する。まず、
図１に示すロールコータ８において、ピックアップロー
ル１とアプリケータロール４との間の間隙は、両ロール
を離れた状態から徐々に接近させて互いに接触させた瞬
間の状態、すなわちいわゆる「キスタッチ」の状態から
押し込み量Ｎ_pa（ｍ）だけさらに押し込んだ場合、これ
らの両ロールに生じる単位ロール幅当たりに生じる荷重
Ｐは、ヘルツの接触圧の式に基づき（１）式により求め
られる。

【００３２】

【数１】 ただし、（１）式において、符号Ｅは弾性体の弾性率で
あり、符号νはポアソン比であり、符号Ｒはロール半径
（ｍ）であり、符号ωは接触長（ｍ）である。なお、
（１）式における添字ａはアプリケータロール４につい
ての値であることを示し、添字ｐはピックアップロール
１についての値であることを示す。

【００３３】（１）式において、Ｎ_pa≪Ｒ_a ＋Ｒ_p 、か
つＥ_a ≪Ｅ_p であることと、ロール変形の幾何学形状と
を勘案することにより、近似的に（２）式が得られる。

【００３４】

【数２】 ここで、ピックアップロール１とアプリケータロール４
との両ロールが回転することにより生じる流体潤滑状態
によって両ロールの間に距離ｈ_O （ｍ）の隙間が新たに
形成されたとすると、このときの単位ロール幅当たりに
生じる荷重Ｐは、（３）式により与えられる。

【００３５】

【数３】 （３）式において、符号Ｈは弾性体のライニング厚さ
（ｍ）であり、符号κ_{1p a} 、κ_2pa はいずれも係数であ
る。

【００３６】また、ピックアップロール１とアプリケー
タロール４との間の形状をくさび形流路と考えると、単
位ロール幅当たりに生じる荷重Ｐは、（４）式により与
えられる。

【００３７】

【数４】 （４）式において、符号Ｕ_a はアプリケータロール４の
周速度（ｍ／ｓ）であり、符号Ｕ_p はピックアップロー
ル１の周速度（ｍ／ｓ）であり、符号μは粘度（Ｐａ・
ｓ）であり、符号αは係数である。

【００３８】ここで、（３）式における荷重Ｐの値と、
（４）式により求められる荷重Ｐの値とは等しいことか
ら、（３）式および（４）式より、潤滑膜厚ｈ_O が
（５）式として求められる。

【００３９】

【数５】 また、本実施の形態では、ピックアップロール１の表面
における凹部が刻設されていることを勘案する。すなわ
ち、ピックアップロール１の表面における凹凸状態を演
算要素として加え、これにより、ピックアップロール１
の表面における凹部によりピックアップロール１とアプ
リケータロール４との間に持ち込まれる流量Ｑ_C （ｍ³
／ｓ／ｍ）を、（６）式により求める。

【００４０】

【数６】 （６）式において、符号Ｖは単位凹部体積（ｍ³ ）であ
り、符号Ａは単位凹部面積（ｍ² ）であり、符号γは係
数である。

【００４１】このように、本実施の形態では、ピックア
ップロール１に刻設された凹部の単位面積当たりの体
積、すなわち剛性ロールの表面における凹凸状態を演算
要素として加え、この凹部によりピックアップロール１
とアプリケータロール４との間に持ち込まれる流量Ｑ_C
（ｍ³ ／ｓ／ｍ）を求める。

【００４２】したがって、ピックアップロール１とアプ
リケータロール４との間における単位ロール幅当たりの
通過流量Ｑ_t （ｍ³ ／ｓ／ｍ）は、（７）式により与え
られる。

【００４３】

【数７】 （７）式において、符号βは係数であり、１／Ｒ_pa＝
（１／２）×｛（１／Ｒ _p ）＋（１／Ｒ_a ）｝である。

【００４４】この際、アプリケータロール４とピックア
ップロール１との間における塗料の分離挙動すなわち塗
料の潤滑状態は、前述したように流体潤滑状態であると
考えられるため、流体潤滑理論（本発明における「第１
の理論」に相当する）に基づいて、アプリケータロール
４上の流量Ｑ_a （ｍ³ ／ｓ／ｍ）、すなわちアプリケー
タロール４上の塗料付着量Ｑ_a （ｍ³ ／ｓ／ｍ）は、
（８）式により推定演算される。

【００４５】

【数８】 そして、（８）式により推定演算されたアプリケータロ
ール４上の塗料付着量Ｑ_a （ｍ³ ／ｓ／ｍ）の一部は、
アプリケータロール４と同方向へ回転するバックアップ
ロール５の表面に接触しながら移動する鋼帯６の表面に
付着する。この際、前述したように、アプリケータロー
ル４から鋼帯６への塗料の分離挙動すなわち塗料の潤滑
状態は、境界潤滑状態であることから、流体潤滑理論
（第１の理論）とは異なるとともに境界潤滑状態である
ことに基づいた境界潤滑理論（本発明における「第２の
理論」に相当する）によって、鋼帯６の表面に付着され
ずにアプリケータロール４の表面に残存する塗料塗り抜
け流量Ｑ_L （ｍ³ ／ｓ／ｍ）は、（９）式に示すよう
に、アプリケータロール４による供給量に比例する。

【００４６】

【数９】 （９）式において、符号δは塗り抜け係数を示す。

【００４７】このため、鋼帯６の表面のウェット膜厚ｈ
_b （ｍ）は、（８）式および（９）式を組み合わせるこ
とにより、（１０）式により推定演算される。

【００４８】

【数１０】 （１０）式において、符号Ｕ_b はライン速度（ｍ／ｓ）
を示す。

【００４９】このようにして、本実施の形態によれば、
表面に凹部が規則的もしくは不規則的に刻設されたピッ
クアップロール１を備えるロールコータ８を用いて鋼帯
６に塗装を行うことにより塗装鋼板１０を製造する際
に、ピックアップロール１の表面における凹部からの塗
料供給量と、各ロール間に存在する塗料の変形挙動とを
勘案して、アプリケータロール４の表面に残存する塗料
付着量を推定演算し、この推定演算値に基づいて（１
０）式により塗装鋼板１０のウェット塗膜の膜厚ｈ _b を
推定演算により求めることができる。

【００５０】このため、この塗装鋼板１０のウェット塗
膜の膜厚ｈ_b の推定演算値を、塗装鋼板１０のウェット
塗膜の膜厚ｈ_b の目標値と相対的に比較し、推定演算値
を目標値に一致させるべく、塗装鋼板１０のウェット塗
膜の膜厚ｈ_b を制御すればよい。なお、塗装鋼板１０の
ウェット塗膜の膜厚ｈ_b の制御は、周知慣用の手段によ
ればよい。このようにして、本実施の形態によれば、塗
装鋼板１０のウェット塗膜の厚さｈ_b の制御精度を著し
く向上することができる。

【００５１】また、従来から、塗装鋼板１０のウェット
塗膜の膜厚ｈ_b の制御範囲が広範囲にわたる場合には、
ピックアップロールを組み替えて、凹部の体積が異なる
別のピックアップロール１’を用いることによって、膜
厚を制御することが、しばしば行われてきた。しかし、
ピックアップロール１の凹部の体積を変更した場合に
は、この変更に応じてピックアップロール１’のロール
周速度を最適値に制御し直さなければ、目標とする膜厚
ｈ_b を高精度で得ることができなくなる。このため、従
来は、ピックアップロール１の組み替えを行う度に、そ
のピックアップロール１’を用いたロールコータ８にお
ける塗布特性をモデル試験等を行うことにより事前に把
握することを余儀なくされており、生産能率の低下を甘
受しなければならなかった。

【００５２】これに対し、本実施の形態によれば、ピッ
クアップロール１をピックアップロール１’に変更する
ことによって凹部の体積が変更されても、鋼帯６の表面
のウェット塗膜の膜厚ｈ_b を、（１０）式により簡単か
つ正確に推定演算することができるため、従来のように
モデル試験等を行ってピックアップロール１’を用いた
ロールコータ８における塗布特性を調べる必要がない。
このため、本実施の形態によれば、ピックアップロール
１の組み替えを行って凹部の体積を変更した場合にも、
生産能率の低下を必要最小限に抑制しながら、塗装鋼板
１０のウェット塗膜の膜厚ｈ_b を広範囲で制御すること
が可能となる。

【００５３】（第２の実施の形態）以下、第２の実施の
形態を説明する。なお、以降の本実施の形態の説明は、
前述した第１の実施の形態と相違する部分について行う
こととし、第１の実施の形態と共通する部分については
同一の図中符号を付すことにより、重複する説明は適宜
省略する。

【００５４】本実施の形態では、図２に示すロールコー
タ９を用いた。すなわち、図２において、矢印方向（時
計回転方向と同方向）へ回転するピックアップロール１
（剛性ロール）により汲み上げられた塗料３の一部は、
弾性体のライニングが施されるとともにピックアップロ
ール１に当接しながら逆方向へ回転するメタリングロー
ル７の表面に付着する。このメタリングロール７は、本
発明における「第２の弾性ロール」に相当する。

【００５５】本発明者は、単位面積当たりの体積が異な
る凹部を有する種々のピックアップロール１について、
メタリングロール７、ピックアップロール１、アプリケ
ータロール４（第１の弾性ロール）および鋼帯６それぞ
れの表面のウェット塗膜の膜厚ｈ_m 、ｈ_p 、ｈ_a および
ｈ_b を測定し、ピックアップロール１の単位面積あたり
の凹部体積がウェット膜厚ｈ_m 、ｈ_p 、ｈ_a およびｈ_b
に及ぼす影響を、調べた。その結果、以下の知見（４）
〜（６）を得た。

【００５６】（４）メタリングロール７とピックアップ
ロール１との間の通過流量は、メタリングロール７とピ
ックアップロール１とがナチュラル回転していることか
らピックアップロール１およびメタリングロール７の間
を通過する膜厚は比較的厚く、この間における流動状況
は流体潤滑状態であると考えられる。このため、ピック
アップロール１の表面における塗料付着量は、流体潤滑
理論（第１の理論）により求められる通過流量と、ピッ
クアップロール１の凹部から供給される供給流量との和
として求めることができる。

【００５７】（５）ピックアップロール１からアプリケ
ータロール４への塗料３の分流時における塗料３の分流
量（塗料塗り抜け量）、およびアプリケータロール４か
ら鋼帯６への塗料３の分流時における塗料３の分流量
（塗料塗り抜け量）は、いずれも、リバース回転である
ことからロール間を通過する流量は比較的薄く、この場
合はもはや流体潤滑ではなく、境界潤滑の状態に移行し
ていると考えられる。このため、アプリケータロール４
の表面における塗料付着量、および鋼帯６の表面におけ
る塗料付着量は、いずれも、流体潤滑理論（第１の理
論）ではなく、塗料の潤滑状態が境界潤滑状態にあるこ
とに基づいた境界潤滑理論（第２の理論）を用いて推定
演算することができる。

【００５８】（６）すなわち、前述した第１の実施の形
態と対比することから明らかなように、アプリケータロ
ール４の表面における塗料付着量を正確に推定演算する
には、ピックアップロール１およびアプリケータロール
４の間に存在する塗料３の変形挙動を把握する必要があ
る。この変形挙動は、ピックアップロール１およびアプ
リケータロール４それぞれの回転方向の異同により決定
される塗料３の潤滑状態であり、この塗料３の潤滑状態
が、第１の実施の形態のように流体潤滑状態である場
合には流体潤滑理論（第１の理論）を用い、本実施の
形態のように境界潤滑状態である場合には境界潤滑理論
（第２の理論）を用いる。

【００５９】そこで、以降、これらの知見（４）〜
（６）に基づいて、鋼帯６の表面におけるウェット塗膜
の膜厚ｈ_b を推定演算する手順を順次説明する。このロ
ールコータ９において、凹部が刻設されたピックアップ
ロール１とメタリングロール７との間の通過流量Ｑ
_t （ｍ³ ／ｓ／ｍ）は、（１１）式により与えられる。

【００６０】

【数１１】 （１１）式において、符号Ｕm はメタリングロール７の
周速度（ｍ／ｓ）であり、符号Ｕp はピックアップロー
ル１の周速度（ｍ／ｓ）であり、符号Ｅm はメタリング
ロール７にライニングされた弾性体の弾性率であり、符
号νm はポアソン比であり、符号μは粘度であり、符号
α、β及びγはいずれも定数である。

【００６１】ピックアップロール１の表面に付着した塗
料３の一部は、ピックアップロール１と逆方向へ回転す
るメタリングロール７の表面に付着する。これにより、
メタリングロール７の表面には膜厚ｈ_m のウェット塗膜
が形成され、ピックアップロール１の表面には膜厚ｈ_p
のウェット塗膜が形成される。ピックアップロール１の
表面に付着した塗料３の一部は、ピックアップロール１
と同方向へ回転するアプリケータロール４の表面に付着
する。これにより、アプリケータロール４の表面には膜
厚ｈ_a のウェット塗膜が形成される。

【００６２】ここで、メタリングロール７とピックアッ
プロール１との間で塗料３が分流した後に、ピックアッ
プロール１の表面に残る流量Ｑp （ｍ³ ／ｓ／ｍ）、す
なわちピックアップロール１の表面における塗料付着量
Ｑp （ｍ³ ／ｓ／ｍ）は、流体潤滑理論（第１の理論）
を用いて（１２）式により推定演算される。

【００６３】

【数１２】 次に、ピックアップロール１からアプリケータロール４
へ転写するときの塗り抜け係数をζとするとともに、ア
プリケータロール４から鋼帯６へ塗料が転写するときの
塗り抜け係数をδとすると、鋼帯６上のウェット膜厚ｈ
_b (m) は、境界潤滑理論（第２の理論）を用いて（１
３）式により推定演算される。

【００６４】

【数１３】 このようにして、図１に示すロールコータ８と同様に、
アプリケータロール４の表面に付着した塗料の一部は、
バックアップロール５の外周面に接触しながら搬送され
る鋼帯６の表面に付着する。

【００６５】このようにして、鋼帯６の表面に膜厚ｈ_b
のウェット塗膜が形成され、塗装鋼板１０が製造され
る。本実施の形態によれば、表面に凹部が規則的もしく
は不規則的に刻設されたピックアップロール１を備える
ロールコータ９を用いて鋼帯６に塗装を行うことにより
塗装鋼板１０を製造する際に、ピックアップロール１の
表面における凹凸状態を勘案して、（１３）式により塗
装鋼板１０のウェット塗膜の厚さｈ_b を推定演算するこ
とができる。このため、第１の実施の形態と同様に、こ
の推定演算値に基づいて塗装鋼板１０のウェット塗膜の
厚さｈ_b を制御することができる。このため、本実施の
形態によれば、第１の実施の形態と同様に、塗装鋼板１
０のウェット塗膜の厚さｈ_b の制御精度を向上すること
ができる。

【００６６】また、第１の実施の形態においても説明し
たように、塗装鋼板１０のウェット膜厚の制御範囲が広
範囲にわたりピックアップロールの組み替えを必要とす
る場合にも、本実施の形態によれば、鋼帯６の表面のウ
ェット膜厚ｈ_b (m) を、（１３）式により簡単かつ正確
に求めることができるため、組み替えたピックアップロ
ールを用いたロールコータ９における塗布特性を調べる
必要がない。このため、本実施の形態によれば、ピック
アップロールの組み替えを行って凹部の体積を変更した
場合にも、生産能率の低下を必要最小限に抑制しなが
ら、塗装鋼板１０のウェット塗膜の膜厚ｈ_b を広範囲で
制御することが可能となる。

【００６７】（第３の実施の形態）図３は、本実施の形
態で用いる塗装鋼板１０の製造装置１１の構成を示す説
明図である。なお、この製造装置１１では、図２に示す
ロールコータ９と同一の構成要素については、同一の図
中符号を付すことにより、重複する説明を省略する。

【００６８】同図に示すように、本実施の形態の製造装
置１１は、第２の実施の形態と同様に、回転しながら塗
料を汲み上げるピックアップロール（剛性ロール）１、
および回転しながらピックアップロール１と搬送される
鋼帯１０とにそれぞれ当接するアプリケータロール４
（第１の弾性ロール）と、ピックアップロール１の回転
方向とは逆方向へ回転しながら当接することによりピッ
クアップロール１の表面における塗料付着量を調節する
メタリングロール（第２の弾性ロール）７と、鋼帯１０
を搬送するバックアップロール５とを備えるロールコー
タ９を有する。

【００６９】また、この製造装置１１は、このロールコ
ータ９を構成する各ロール、すなわちピックアップロー
ル１、アプリケータロール４、バックアップロール５お
よびメタリングロール７それぞれのロール周速度制御手
段１ａ、４ａ、５ａ、７ａを有する。本実施の形態で
は、ロール周速度制御手段１ａ、４ａ、５ａ、７ａは、
各ロールの周速度を検出するための回転計（図示しな
い）を備えるものであり、周知慣用のものを用いた。

【００７０】また、本実施の形態の製造装置１１は制御
装置１２を備える。制御装置１２は、ロール周速度制御
手段１ａ、４ａ、５ａ、７ａにそれぞれ制御信号を出力
することにより、ピックアップロール１、アプリケータ
ロール４、バックアップロール５およびメタリングロー
ル７それぞれのロール周速度を変更する。特に、バック
アップロール５のロール周速度を変更することにより、
鋼帯１０の搬送速度が変更される。

【００７１】また、制御装置１２は、鋼帯１０の塗膜の
厚さを一定とすることが可能な、ロールコータを構成す
る各ロールそれぞれのロール周速度の関係を、演算式ま
たはテーブル値として予めその記憶部に有しており、搬
送される鋼帯１０の搬送速度、すなわちバックアップロ
ール５の回転速度が変更される際には、この関係に基づ
いてロール周速度制御手段１ａ、４ａ、７ａに制御信号
をそれぞれ出力し、各ロール１、４、７のうちの少なく
とも一つのロールのロール周速度を変更する。

【００７２】さらに、制御装置１２は、鋼帯１０のウェ
ット膜厚を求める手段１３を有する。本実施の形態で
は、この手段１３として、周知慣用のウェット膜厚計を
用いた。このウェット膜厚計１３の測定値は制御装置１
２に入力される。

【００７３】制御装置１２は、ウェット膜厚計１３によ
り得られた膜厚が所定範囲にない場合には、上述したよ
うに制御装置１２からの制御信号によりロール周速度を
変更された各ロール１、４、７のうちの少なくとも一つ
のロールのロール周速度をさらに変更する制御信号を、
ロール周速度制御手段１ａ、４ａ、７ａに出力する。以
下、この制御装置１２における上記のテーブル値または
演算式について説明する。

【００７４】本実施の形態の製造装置１１における制御
装置１２は、概説すると、各ロール１、４、７の回転方
向および表面形状（凸部の有無）を勘案して導出した関
係式から相対するロール間の塗料３の流量比を推定演算
することによって下流側に位置するロールの膜厚を順次
推定演算していき、最終的に鋼帯１０上の膜厚を推定演
算するものである。

【００７５】すなわち、回転する各ロール１、４、７の
表面に付着して移送される塗料３のロール単位幅当たり
の流量は、ロール周速度とウェット膜厚との積として、
それぞれ演算される。

【００７６】例えば、図３において、互いにナチュラル
回転するメタリングロール７とピックアップロール１と
の間において、両ロール７、１が分離した後のメタリン
グロール７およびピックアップロール１上の単位幅当た
りの流量をそれぞれＱ_m およびＱ_p とするとともに、互
いにリバース回転するピックアップロール１とアプリケ
ータロール４との間において、ピックアップロール１か
らアプリケータロール４に転写された単位幅当たりの流
量をＱ_a とし、さらに互いにリバース回転するアプリケ
ータロール４から鋼板１０（あるいはバックアップロー
ル５）に転写された単位幅当たりの流量をＱ_b とする。

【００７７】この場合、メタリングロール７と凹部を有
するピックアップロール１との間においては、液分離後
の両ロール７、１の流量比Ｑ_m ／Ｑ_p は、両ロール７、
１の周速比Ｕ_m ／Ｕ_p のべき乗で表されることが実験的
に明らかになった。すなわち、液分離後の両ロール７、
１の流量比Ｑ_m ／Ｑ_p は、

【００７８】

【数１４】 として表される。

【００７９】また、ピックアップロール１の表面に、単
位体積がＶであって開口面積がＡである凹部が刻設され
ている場合、リバース回転によりピックアップロール１
からアプリケータロール４に塗料が転写される挙動は、
ピックアップロール１による供給流量Ｑ_p とアプリケー
タロール４への転写流量Ｑ_a との比Ｑ_a ／Ｑ_p により表
現でき、この流量比Ｑ_a ／Ｑ_p は、両ロール周速比Ｕ_a
／Ｕ_p のべき乗と、ピックアップロール１の平均凹部深
さＶ／Ａに対するピックアップロール１の凹部内に残っ
ている平均膜厚ｈ_p との比ｈ_p ／（Ｖ／Ａ）のべき乗に
依存することが実験的に明らかとなった。この関係式を
数式で示すと、

【００８０】

【数１５】 となる。

【００８１】さらに、リバース回転でアプリケータロー
ル４から鋼帯１０に転写するとき、アプリケータロール
４から鋼帯１０への供給流量Ｑ_a と鋼帯１０への転写流
量Ｑ _b との比Ｑ_b ／Ｑ_a は、ロール周速比に依存せずに
一定となることが実験的に明らかとなった。この関係を
数式で示すと、

【００８２】

【数１６】 となる。

【００８３】ここで、本発明者の知見によれば、表面に
凹部を有するピックアップロール１を用いる場合、ナチ
ュラル回転するピックアップロール１とメタリングロー
ル７との間を通過する塗料３の流量は、弾性潤滑状態と
ヘルツ接触状態とを考慮するだけでは求めることができ
ず、凹部による塗料の供給を考慮しなければならないこ
とがわかった。このため、凹部を有するピックアップロ
ール１では、凹部による塗料の供給量の算出が重要にな
る。本発明者の知見によれば、凹部による塗料の供給量
は、平均凹部深さＶ／Ａとピックアップロール１の周速
度との積に比例することが明らかとなった。さらに、両
ロール７、１間の通過流量は、メタリングロール７の表
面にライニングされているウレタンゴム等の弾性体の物
性値（ヤング率、ポアソン比ν、弾性体厚Ｈ）、ピック
アップロール１およびメタリングロール７間の負の押込
量Ｎ、さらにはピックアップロール１およびメタリング
ロール７のロール半径Ｒ_p 、Ｒ_m にも依存する。このた
め、両ロール間の通過流量Ｑ_t は、これら因子を含む関
数Ｆにより

【００８４】

【数１７】 として表される。

【００８５】ここで、両ロール間の通過流量Ｑ_t は、

【００８６】

【数１８】 である。よって、鋼帯１０に塗布されるウェット膜厚ｈ
は、（１８）式に（１４）式を代入してＱ_m を消去して
Ｑ_p で表し、このＱ_p に（１５）式を代入してＱ _p を消
去してＱ_a で表し、このＱ_a に（１６）式を代入してＱ
_b で表し、最後にこのＱ_b をライン速度Ｕ_b で除すこと
によって、推定演算される。したがって、鋼帯１０に塗
布されるウェット膜厚ｈは、ピックアップロールの平均
セル体積Ｖ／Ａを考慮した下記式、すなわち

【００８７】

【数１９】 として示される膜厚推定式から、推定演算される。

【００８８】このように、膜厚推定式には、メタリング
ロール７の周速度、ピックアップロール１の周速度、ア
プリケータロール４の周速度およびバックアップロール
５の周速度（ライン速度）が複雑に関与している。当然
ながら、ロールコータ９にこの膜厚推定式を用いて鋼帯
１０の膜厚を制御することはできるが、膜厚変動に対し
て各因子毎にこの膜厚推定式を解くことは事実上不可能
であるため、実際にはオンラインで繰り返し計算を行っ
て操業条件を決定する必要がある。

【００８９】しかし、この方法では、繰り返し計算に若
干の時間を要するためにこの膜厚推定式に基づいて、鋼
帯１０の塗膜厚と各ロールの周速度との間に成り立つ関
係を単純化することが有効である。

【００９０】そこで、本実施の形態の制御装置１２は、
各ロールの周速度とライン速度以外の操業因子とを一定
とした場合に鋼帯１０の塗膜厚が一定となるようなロー
ル周速度の組合せを、膜厚推定式を用いた繰り返し計算
から予め求め、これを記憶部に保有させておき、得られ
た計算結果から塗膜厚とロール周速度との関連式を導出
するか、若しくは、同様に得られた塗膜厚とロール周速
度との組合せを一覧表等の形式でデータベース化してお
く。そして、制御装置１２は、ロールコータ９で鋼帯１
０に塗布される塗膜厚を制御する際に、この関連式若し
くは一覧表を参照することにより、迅速かつ容易に、各
ロールの周速度を設定できる。これにより、鋼帯１０の
膜厚を制御することができる。

【００９１】すなわち、本実施の形態の制御装置１２
は、鋼帯１０の塗膜の厚さを略一定とすることが可能
な、ロールコータ９を構成する各ロール１、４、５、７
それぞれのロール周速度の関係を、予め求めて記憶部に
保有しておき、鋼帯１０の速度が変更される際には、各
ロール１、４、５、７それぞれのロール周速度の関係に
基づいて、ロールコータ９を構成する各ロール１、４、
５、７のうちの少なくとも一つのロールのロール周速度
を変更し、これにより、鋼帯１０の搬送速度の変更にか
かわらず、鋼帯１０の塗膜の厚さを略一定とするのであ
る。

【００９２】図４は、制御装置１２による膜厚制御の手
順の一例を示すフローチャートである。同図に示すよう
に、ステップ（以下、「Ｓ」と略記する）１において、
鋼帯１０の目標膜厚が入力される。そして、Ｓ２に移行
する。

【００９３】Ｓ２において、操業するライン速度が取得
される。そしてＳ３に移行する。Ｓ３において、制御装
置１２の記憶部に記憶された関連式若しくは一覧表を用
いて、Ｓ１において入力された目標膜厚を満足すること
ができるメタリングロール７、ピックアップロール１お
よびアプリケータロール４それぞれの周速度が算出され
る。そして、Ｓ４に移行する。

【００９４】Ｓ４において、Ｓ３において算出されたメ
タリングロール７、ピックアップロール１およびアプリ
ケータロール４それぞれの周速度の結果が、各ロール周
速度制御装置１ａ、４ａ、７ａに送られ、各ロールの周
速度１、４、７が変更される。そして、Ｓ５に移行す
る。

【００９５】Ｓ５において、ウェット膜厚計１３による
ウェット膜厚（若しくは乾燥膜厚）の測定値が、制御装
置１２に入力される。そして、Ｓ６に移行する。Ｓ６に
おいて、Ｓ５において入力されたウェット膜厚の測定値
が目標膜厚の範囲内である場合にはＳ２に移行する。一
方、範囲外である場合にはＳ７に移行する。

【００９６】Ｓ７において、両膜厚の差分が計算されて
Ｓ８に移行する。Ｓ８において、計算されたこの膜厚差
を変更するために必要なメタリングロール７、ピックア
ップロール１およびアプリケータロール４それぞれのロ
ール周速度が関連式若しくは一覧表を用いて導出され、
この結果が各ロール周速度制御装置１ａ、４ａ、７ａに
送られて必要な量だけロール周速度が変更される。

【００９７】このように、本実施の形態の制御装置１２
によれば、このような一連の制御が行われ、鋼帯１０の
搬送速度（ライン速度）の変動や目標膜厚の変更に対し
て、高精度の塗膜厚が短時間で得られる。なお、膜厚制
御に際して、前述した（１９）式の膜厚推定式を直接用
いることができるのは当然である。

【００９８】

【実施例】（実施例１）さらに、本発明を実施例を参照
しながらより具体的に説明する。

【００９９】板厚０．６５ｍｍ、板幅１４２０ｍｍの鋼
帯６に対して、図１に示すロールコータ８を用いて、粘
度１．８ｍＰａ・ ｓの水系塗料を塗布して塗装鋼板１０
を製造した。

【０１００】そして、この際に、鋼帯６上のウェット塗
膜の膜厚ｈ_b の実測値と、（１０）式から求めた推定値
とを比較した。比較した結果を図５にグラフにまとめて
示す。

【０１０１】なお、ライン速度は８０ｍ／ｍｉｎとし、
ピックアップロール１にはメッシュロールの♯５０〜♯
２００番（１インチ当たりの凹部数が５０〜２００個で
あることを示す）の鋼製ロールを用いた。

【０１０２】図５に示すグラフからわかるように、いず
れのピックアップロール１においても実測値と推定値と
が高精度で一致した。なお、この本発明例と比較するた
めに、図５には前述した特開平５−２２０４４１号公報
により開示された方法により求めた、鋼帯６上のウェッ
ト塗膜の膜厚ｈ_b の推定値を、比較例として示す。

【０１０３】図５から明らかなように、特開平５−２２
０４４１号公報により開示された方法では、塗装鋼板１
０の膜厚の推定精度が低いためにこの推定値を用いた膜
厚の制御精度も芳しくなかった。このため、所望の膜厚
の塗装鋼板１０を工業的規模で安定的に量産することが
できなかった。

【０１０４】（実施例２）板厚０．６５ｍｍ、板幅１４
２０ｍｍの鋼帯６に対して、図２に示すロールコータ９
を用いて、粘度１．８ｍＰａ・ ｓの水系塗料を塗布して
塗装鋼板１０を製造した。

【０１０５】そして、この際に、鋼帯６上のウェット塗
膜の膜厚ｈ_b の実測値と、（１３）式から求めた推定値
とを比較した。比較した結果を図６にグラフにまとめて
示す。

【０１０６】なお、ライン速度は８０ｍ／ｍｉｎとし、
ピックアップロール１にはメッシュロールの♯５０〜♯
２００番（１インチ当たりの凹部数が５０〜２００個で
あることを示す）の鋼製ロールを用いた。

【０１０７】図６に示すグラフからわかるように、いず
れのピックアップロール１においても実測値と推定値と
が高精度で一致した。このため、所望の膜厚の塗装鋼板
１０を工業的規模で安定的に量産することができる。

【０１０８】（実施例３）板厚０．６５ｍｍ、板幅１４
２０ｍｍの鋼帯１０に対して、図３に示す製造装置１１
を用いて、ピックアップロール１に♯８０メッシュロー
ルを用いて粘度２ｍＰａ・ｓの水系塗料を目標ウェット
膜厚５μｍで塗布した。この際、メタリングロール７の
周速度とライン速度に対するピックアップロール１の周
速度との比（以下、「ピックアップロール周速比」とい
う）と、ライン速度との関係を、図７にグラフで示す。

【０１０９】ここで、メッシュロールの番手とは、１イ
ンチ当たりの凹部の個数を意味する。この場合、鋼帯１
０のウェット膜厚を一定にするためには、図７のグラフ
に示す結果に則り、ライン速度の変動に伴ってピックア
ップロール周速比を制御する必要がある。

【０１１０】図７のグラフに示す関連式に基づいて、目
標膜厚５μｍを塗装するためにピックアップロール周速
比のみを制御した場合の鋼帯１０のウェット膜厚の実測
値に対するライン速度の影響を、図８にグラフで示す。
図８のグラフにおける丸印は図７のグラフに示す関連式
に基づいた場合を示し、×印は特開平５−２２０４４１
号公報により開示された方法に基づいた場合であって上
記式に基づかなかった場合を示す。

【０１１１】図８にグラフで示すように、図７のグラフ
に示す関連式に基づいてピックアップロール周速比を制
御することにより、ライン速度の変動に対して、塗膜厚
を目標膜厚の±５％の精度に抑制することができた。

【０１１２】これに対し、特開平５−２２０４４１号公
報により開示された方法に基づくと、鋼帯１０の膜厚を
推定演算する際に凹部の体積を考慮していないため、制
御精度が大幅に低下したことがわかる。

【０１１３】（実施例４）板厚０．６５ｍｍ、板幅１４
２０ｍｍの鋼帯１０に対して、図３に示す製造装置１１
を用いて、ピックアップロールに♯８０メッシュロール
を用いて粘度２ｍＰａ・ｓの水系塗料を目標ウェット膜
厚５μｍで塗布した。この際、メタリングロール７の周
速度とピックアップロール１周速比とをいずれも固定
し、ライン速度の変更に対して一覧表に基づきライン速
度に対するアプリケータロール４の周速度の比（以下、
「アプリケータロール周速比」という）のみを制御し
た。この際の、鋼帯１０のウェット膜厚の実測値とライ
ン速度との関係を図９にグラフで示す。

【０１１４】図９にグラフで示すように、ライン速度の
変動に対してアプリケータロール周速比を制御式に基づ
いて制御したため、鋼帯１０の塗膜厚を目標膜厚の±５
％以内に制御することができた。

【０１１５】（実施例５）板厚０．６５ｍｍ、板幅１４
２０ｍｍの鋼帯１０に対して、図３に示すロールコータ
９を用いて、粘度２ｍＰａ・ｓの水系塗料を目標ウェッ
ト膜厚３μｍで塗布した。この際、ピックアップロール
１に使用するメッシュロールの番手を種々変更して、メ
タリングロール７の周速度とピックアップロール周速比
とアプリケータロール周速比とを、いずれも膜厚制御式
に基づいて制御した。この際の、鋼帯１０上のウェット
膜厚の実測値とピックアップロール１の番手との関係を
図１０にグラフで示す。

【０１１６】図１０にグラフで示すように、ピックアッ
プロール１の番手の変更に対して、各ロールの周速度を
制御することにより、鋼帯１０の膜厚を高精度で制御す
ることができ、また、鋼帯１０の塗膜厚に対して凹部の
体積の影響度を正確に推定することができた。

【０１１７】（変形形態）以上、本発明について具体的
に説明したが、本発明は前述した各実施の形態や各実施
例によっては限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範
囲で各種の変更が可能である。

【０１１８】例えば、各実施の形態および実施例の説明
では、ピックアップロールが剛性ロールである場合を例
にとった。しかし、本発明は剛性ロールには限定され
ず、ピックアップロールが例えば弾性ロールであっても
よい。

【０１１９】各実施の形態および実施例の説明では、帯
状体が鋼帯である場合を例にとった。しかし、本発明は
この形態には限定されず、鋼帯以外に例えばアルミニウ
ム合金帯等の塗装板についても、等しく適用される。

【０１２０】また、本発明は、図１および図２に示すロ
ールコータには限定されず、少なくとも凹部が施された
ロールと、このロールに当接する第１の弾性ロールとを
備えるロールコータであれば等しく適用される。このた
め、本発明は、ロールおよび第１の弾性ロールそれぞれ
の配置位置、回転方向さらには凹部形状等には何ら限定
されない。

【０１２１】また、第１実施の形態では（１）式〜（１
０）式を用いて鋼帯の膜厚を推定演算し、第２実施の形
態では（１１）式〜（１３）式を用いて鋼帯の膜厚を推
定演算を行った。しかし、これらの演算式はあくまでも
例示であり、これら以外の公知の膜厚の推定演算式であ
れば、等しく用いることが可能である。

【０１２２】また、各実施の形態および各実施例では、
剛性ロールに刻設された凹部の単位面積当たりの体積を
用いて膜厚の推定演算を行った。しかし、本発明はこの
形態には限定されず、ロールの表面における凹凸状態に
基づいて膜厚の推定演算推定を行うのであれば、同様に
適用される。

【０１２３】また、各実施の形態および各実施例では、
ロールおよび第１の弾性ロールそれぞれの回転方向に起
因した、ロールおよび第１の弾性ロールの間に存在する
塗料の変形挙動に基づいて、第１の弾性ロールの表面に
おける塗料付着量を求めて塗装鋼板の塗膜の厚さを制御
した場合を例にとった。しかし、本発明は、ロールおよ
び第１の弾性ロールそれぞれの回転方向に起因して塗料
の変形挙動が変化する場合には限定されず、例えば、ロ
ールおよび第１の弾性ロールそれぞれのロール径や回転
速度、さらには粘度等の塗料の性状に起因して、塗料の
変形挙動が変化する場合にも等しく適用される。

【０１２４】また、塗料は粘度が数１００ｍＰａ・ｓ程
度のものを用いることができる。さらに、図３に示す製
造装置において、メタリングロール７の回転方向を時計
方向としてピックアップロール１に対してリバース回転
させる場合には、（１４）式の代わりに（１５）式を用
いればよい。

【０１２５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
り、ピックアップロールを備えるロールコータを用いて
鋼帯等の帯状体に塗装を行うことにより塗装鋼板等の塗
装板を製造する際に、得られる塗装板の膜厚の制御精度
を向上することができ、これにより、所望の膜厚の塗装
鋼板を工業的規模で安定的に量産することが、初めて可
能となった。

【０１２６】また、本発明により、ピックアップロール
とメタリングロールとアプリケータロールとからなるロ
ールコータにおいて、ピックアップロール表面のセル体
積が変わった場合にも、新たに塗布特性を実験的に調査
する必要がなく、製造コストが低減でき、生産性が向上
し、膜厚精度が向上し、塗装鋼板の機能性が向上する効
果が得られる。

【０１２７】かかる効果を有する本発明の意義は、極め
て著しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】帯状板に連続的に塗装を行う際に一般的に用い
られる、３ロールにより構成されたロールコータの構成
例を示す説明図である。

【図２】帯状板に連続的に塗装を行う際に一般的に用い
られる、４ロールにより構成されたロールコータの構成
例を示す説明図である。

【図３】帯状板に連続的に塗装を行う際に一般的に用い
られる、４ロールにより構成されたロールコータの構成
例を示す説明図である。

【図４】第３の実施の形態における膜厚制御のフローチ
ャートである。

【図５】実施例１の結果を示すグラフである。

【図６】実施例２の結果を示すグラフである。

【図７】実施例３において、ピックアップロール周速比
とライン速度との関係式の一例を示すグラフである。

【図８】実施例３において、ピックアップロール周速比
の制御によりライン速度変化に対して膜厚一定制御を行
う説明図である。

【図９】実施例３において、アプリケータロール周速比
の制御によりライン速度変化に対して膜厚一定制御を行
った説明図である。

【図１０】実施例３において、メッシュロールの番手変
更に伴う膜厚一定制御の説明図である。

【符号の説明】

１ ピックアップロール（剛性ロール） ３ 塗料 ４ アプリケータロール（第１の弾性ロール） ５ バックアップロール ６ 鋼帯 ７ メタリングロール（第２の弾性ロール） ８、９ ロールコータ １０ 塗装鋼板

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、回転しながら塗料を汲み上
   げるロールと、回転しながら当該ロールおよび搬送され
   る帯状体にそれぞれ当接する第１の弾性ロールとを備え
   るロールコータを用いて前記帯状体に塗装を行うことに
   より塗装板を製造する際に、 前記ロールの表面における凹凸状態を演算要素として加
   えて前記塗装板の塗膜の厚さを推定演算し、推定演算し
   た当該塗膜の厚さに基づいて塗装板の塗膜の厚さを制御
   することを特徴とする塗装板の製造方法。
2. 【請求項２】 少なくとも、回転しながら塗料を汲み上
   げるロールと、回転しながら当該ロールおよび搬送され
   る帯状体にそれぞれ当接する第１の弾性ロールとを備え
   るロールコータを用いて前記帯状体に塗装を行うことに
   より塗装板を製造する際に、 前記ロールの表面に刻設された凹部からの塗料供給量を
   演算要素として加えて前記第１の弾性ロールの表面にお
   ける塗料付着量を推定演算し、推定演算した当該塗料付
   着量を用いて前記塗装板の塗膜の厚さを推定演算し、推
   定演算した当該塗膜の厚さに基づいて塗装板の塗膜の厚
   さを制御することを特徴とする塗装板の製造方法。
3. 【請求項３】 少なくとも、回転しながら塗料を汲み上
   げるロールと、回転しながら当該ロールおよび搬送され
   る帯状体にそれぞれ当接する第１の弾性ロールとを備え
   るロールコータを用いて前記帯状体に塗装を行うことに
   より塗装板を製造する際に、 前記ロールおよび前記第１の弾性ロールの間に存在する
   塗料の潤滑状態が流体潤滑状態である場合には当該流体
   潤滑状態であることに基づいた第１の理論により、前記
   塗料の潤滑状態が境界潤滑状態である場合には前記第１
   の理論とは異なるとともに前記境界潤滑状態であること
   に基づいた第２の理論により、前記第１の弾性ロールの
   表面における塗料付着量をそれぞれ推定演算し、推定演
   算した当該塗料付着量を用いて前記塗装板の塗膜の厚さ
   を推定演算し、推定演算した当該塗膜の厚さに基づいて
   塗装板の塗膜の厚さを制御することを特徴とする塗装板
   の製造方法。
4. 【請求項４】 前記塗料の潤滑状態が前記流体潤滑状態
   または前記境界潤滑状態であることは、前記ロールおよ
   び前記第１の弾性ロールそれぞれの回転方向の異同に応
   じて、決定される請求項３に記載された塗装板の製造方
   法。
5. 【請求項５】 回転しながら塗料を汲み上げるロール
   と、回転しながら当該ロールおよび搬送される帯状体に
   それぞれ当接する第１の弾性ロールとを少なくとも備え
   るロールコータを用いて前記帯状体に塗装を行うことに
   よって塗装板を製造する際に、 前記帯状体の塗膜の厚さを略一定とすることが可能な、
   前記ロールコータを構成する各ロールそれぞれのロール
   周速度の関係を、予め求めておき、 前記帯状体の速度が変更される際には、当該各ロールそ
   れぞれのロール周速度の関係に基づいて、前記ロールコ
   ータを構成する各ロールのうちの少なくとも一つのロー
   ルのロール周速度を変更することを特徴とする塗装板の
   製造方法。
6. 【請求項６】 回転しながら塗料を汲み上げるロール、
   および回転しながら当該ロールと搬送される帯状体とに
   それぞれ当接する第１の弾性ロールを少なくとも備える
   ロールコータと、 当該ロールコータを構成する各ロールそれぞれのロール
   周速度制御手段と、 前記搬送される帯状体の搬送速度が変更される際には、
   前記帯状体の塗膜の厚さを一定とすることが可能な、前
   記ロールコータを構成する各ロールそれぞれのロール周
   速度の関係に基づいて前記ロール周速度制御手段に制御
   信号を出力し、前記各ロールのうちの少なくとも一つの
   ロールのロール周速度を変更する制御装置とを備えるこ
   とを特徴とする塗装板の製造装置。