JP2007222723A - Coating film thickness control process of beltlike object by roll coater - Google Patents

Coating film thickness control process of beltlike object by roll coater Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coating film thickness control process of a belt-like object by a roll coater which is capable of accurately calculating the application conditions when the thickness of a rubber lining of an applicator roll is 5-50 mm. <P>SOLUTION: The coating film thickness control process of the belt-like object comprises a step of controlling the coating film thickness in continuously applying the coating onto the transferring belt-like object 2 using the roll coater 1. The initial setting is conducted by calculating the application conditions that the coating film thickness M becomes the range of tolerance of the target film thickness using model formula including the relationship of the coating film thickness M, the spacing hma between the applicator roll 12 and the metering roll and the spacing has between the applicator roll 12 and the belt-like object 2. The application conditions are calculated by obtaining the value of h'ma and h's and then substituting the values of h'ma and h'as for hma and has in the model formula. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ロールコータを用いて帯状体に塗料を連続コーティングする際の、塗装膜厚制御方法に関する。   The present invention relates to a coating film thickness control method when a coating material is continuously coated on a strip using a roll coater.

塗装膜厚制御方法としては、例えば、特許文献1〜3には、ニップ荷重、タッチ荷重を同時に制御する方法が示され、特許文献4及び5には、ニップ荷重を過去のデータベースに基づいて制御する方法等が報告されているが、具体的な制御方法やモデル式に基づく記載はされていない。
また、特許文献6には、モデル式が詳細に記載された方法が報告されている。しかしながら、アプリケーターロールのゴムライニングの厚みや、ミータロールにメッシュロールを用いる場合の考慮がされていない等の問題がある。
As a coating film thickness control method, for example, Patent Documents 1 to 3 show a method of simultaneously controlling a nip load and a touch load, and Patent Documents 4 and 5 control a nip load based on a past database. However, there is no description based on a specific control method or model formula.
Patent Document 6 reports a method in which model equations are described in detail. However, there are problems such as the thickness of the rubber lining of the applicator roll and the case where a mesh roll is used as the meter roll are not taken into consideration.

また、特許文献7には、放射線膜厚計の値をフィードバックして押し込み量(ニップ荷重)を調節して膜厚制御する方法が報告されているが、ロールコータをどのような条件にするのか考え方がない。
また、特許文献8、9には、ゴムライニング厚みの影響が考慮された方法が報告されているが、塗装モデルが実験式に基づくため、多くの実験による必要があり、応用が困難であるという問題がある。
そして、これらの従来技術においては、アプリケータロールのゴムライニングの厚みが5〜50mmの場合に、高い精度で塗装する条件を算出することができないという不具合がある。
Patent Document 7 reports a method of controlling the film thickness by feeding back the value of the radiation film thickness meter and adjusting the push-in amount (nip load), but what is the condition of the roll coater? There is no way of thinking.
Patent Documents 8 and 9 report a method in which the influence of the rubber lining thickness is taken into account. However, since the coating model is based on an empirical formula, it is necessary to perform many experiments and is difficult to apply. There's a problem.
And in these prior art, when the thickness of the rubber lining of an applicator roll is 5-50 mm, there exists a malfunction that the conditions for coating with high precision cannot be calculated.

特開昭58−6268号公報JP 58-6268 A 特公昭60−56553号公報Japanese Patent Publication No. 60-56553 特公昭62−41077号公報Japanese Patent Publication No.62-41077 特開昭58−166959号公報JP 58-166959 A 特開公平3−23225号公報Japanese Patent Publication No. 3-23225 特開平5−220441号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-220441 特開平9−99271号公報JP-A-9-99271 特開平10−34067号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-34067 特開平11−90310号公報JP-A-11-90310

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、アプリケータロールのゴムライニングの厚みが5〜50mmの場合に、塗装条件を精度良く算出することができる、ロールコータによる帯状体の塗装膜厚の制御方法を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such a conventional problem. When the thickness of the rubber lining of the applicator roll is 5 to 50 mm, the coating condition can be accurately calculated. It is intended to provide a method for controlling the coating film thickness.

本発明は、塗料を帯状体に転写するアプリケータロールと、該アプリケータロールに塗料を供給するミータロールとを有すると共に、上記アプリケータロールの外周部に厚みb(5mm≦b≦50mm)のゴムライニングを備えてなるロールコータを用い、移動する帯状体に連続的に塗装を行う際の塗装膜厚を制御する方法において、
少なくとも、塗装膜厚Mと、上記アプリケータロールと上記ミータロールとの間の間隔hmaと、上記アプリケータロールと上記帯状体との間隔hasとの関係を含む、下記の式1よりなるモデル式を用いて、上記塗装膜厚Mが目標膜厚M0の公差範囲内となる塗装条件を算出して初期設定を行うに当たり、
上記hma、hasは以下の式2及び式3を用いて求め、
以下の式4〜式6を用いてh’ma及びh’asを求め、
上記モデル式における上記hmaの代わりにh’maを代入すると共に上記hasの代わりに上記h’asを代入して上記塗装条件を算出することを特徴とするロールコータの塗装膜厚の制御方法にある(請求項1)。
式1:M=(ρ・C/LS)・{〔α(Va/Vm)β/(1+α(Va/Vm)β)〕・hma・(Va+Vm)/2−λ・has・(Va−LS)}
式2:hma=3.10・μ0.6・Ema-0.4・Rma0.6・(Nma/L)-0.2・[(Va+Vm)/2]0.6
式3:has=3.10・μ0.6・Eas-0.4・Ras0.6・(Nas/W)-0.2・[(Va−LS)/2]0.6
式4:h’ma=f(hma/2b)・hma
式5:h’as=f(has/2b)・has
式6:f(X)=A0+A1・X+A2・X2+A3・X3+・・・+An・Xn
The present invention has an applicator roll for transferring the coating material to the belt-like body, and a meter roll for supplying the coating material to the applicator roll, and a rubber having a thickness b (5 mm ≦ b ≦ 50 mm) on the outer periphery of the applicator roll. In a method of controlling the coating film thickness when continuously coating a moving strip using a roll coater provided with a lining,
A model formula consisting of the following formula 1 including at least the relationship between the coating film thickness M, the distance hma between the applicator roll and the meter roll, and the distance has between the applicator roll and the belt-like body When using the above-mentioned coating film thickness M to calculate the coating conditions within the tolerance range of the target film thickness M 0 and performing the initial setting,
The above hma and has are obtained using the following formulas 2 and 3,
H'ma and h'as are obtained using the following equations 4 to 6,
A method for controlling the coating thickness of a roll coater, characterized in that h'ma is substituted for hma in the model equation and h'as is substituted for hs to calculate the coating conditions. (Claim 1).
Formula 1: M = (ρ · C / LS) · {[α (Va / Vm) β / (1 + α (Va / Vm) β )] · hma · (Va + Vm) / 2−λ · has · (Va−LS )}
Formula 2: hma = 3.10 · μ 0.6 · Ema −0.4 · Rma 0.6 · (Nma / L) −0.2 · [(Va + Vm) / 2] 0.6
Formula 3: has = 3.10 · μ 0.6 · Eas -0.4 · Ras 0.6 · (Nas / W) -0.2 · [(Va-LS) / 2] 0.6
Formula 4: h′ma = f (hma / 2b) · hma
Formula 5: h′as = f (has / 2b) · has
Formula 6: f (X) = A 0 + A 1 · X + A 2 · X 2 + A 3 · X 3 +... + A n · X n

本発明の塗装膜厚制御方法は、アプリケータロールのゴムライニングの厚みを考慮して、ロールコータの塗装膜厚を制御するに当たり、上記のごとく、上記式1からなるモデル式中のhma及びhasに着目し、これらを、上記式4及び上記式5に示したh’ma及びh’asに置換する。これによって、後述する実施例にも示すごとく、アプリケータロールのゴムライニングの厚みが5〜50mmの場合に、塗装条件を精度良く算出することがでる、ロールコータによる帯状体の塗装膜厚の制御方法を得ることができる。   In the coating film thickness control method of the present invention, when the coating film thickness of the roll coater is controlled in consideration of the thickness of the rubber lining of the applicator roll, as described above, hma and has in the model formula consisting of Formula 1 above. These are replaced with h′ma and h′as shown in the above formulas 4 and 5. As a result, as shown in the examples to be described later, when the thickness of the rubber lining of the applicator roll is 5 to 50 mm, the coating conditions can be calculated with high accuracy. You can get the method.

塗料を帯状体に転写するアプリケータロールと、該アプリケータロールに塗料を供給するミータロールとを有すると共に、上記アプリケータロールの外周部に厚みb(5mm≦b≦50mm)のゴムライニングを備えてなるロールコータを用いる。また、ミータロールの前にピックアップロールを組合せても良い。この場合も本発明を適用することができる。なお、本発明では、上記ゴムライニングの厚みbが5mm未満及び50mm超えの場合には、実用の範囲を外れるため考慮しない。   An applicator roll for transferring the coating material to the belt-like body and a meter roll for supplying the coating material to the applicator roll, and a rubber lining having a thickness b (5 mm ≦ b ≦ 50 mm) are provided on the outer periphery of the applicator roll. A roll coater is used. Further, a pickup roll may be combined before the meter roll. In this case as well, the present invention can be applied. In the present invention, when the thickness b of the rubber lining is less than 5 mm or more than 50 mm, the practical range is not considered.

少なくとも、塗装膜厚Mと、上記アプリケータロールと上記ミータロールとの間の間隔hmaと、上記アプリケータロールと上記帯状体との間の間隔hasとの関係を含む、上記式1からなるモデル式を用いて、上記塗装膜厚Mが目標膜厚M0の公差範囲内となる塗装条件を算出して初期設定を行うに当たり、上記hma、hasは以下の式2及び式3を用いて求める。h’ma及びh’asを上記式4〜式6を用いて求め、上記モデル式における上記hmaの代わりにh’maを代入すると共に上記hasの代わりに上記h’asを代入して上記塗装条件を算出する。 A model formula consisting of Formula 1 above, including at least the relationship between the coating film thickness M, the spacing hma between the applicator roll and the meter roll, and the spacing has between the applicator roll and the strip. using, when the initial setting by calculating the coating conditions of the coating thickness M is within the tolerance range of the target thickness M 0, the hma, hAS is determined using equation 2 and equation 3 below. h'ma and h'as are obtained using the above equations 4 to 6, and h'ma is substituted for hma in the model equation and h'as is substituted for the above as well as the above coating. Calculate the conditions.

上記モデル式として上記式1を用いるため、図1に示すような、ミータロール11、アプリケータロール12、及びバックアップロール13から構成されるロールコータ1において、帯状体2の走行方向と反対方向にアプリケータロール12が回転する、リバースロールコーティングでの塗装膜厚の制御方法を導くことができる。
また、上記ロールコータ1は、帯状体幅方向において、塗料3の流れや分布がなく均一であるとする。
Since Equation 1 is used as the model equation, in the roll coater 1 composed of a meter roll 11, an applicator roll 12, and a backup roll 13, as shown in FIG. A method for controlling the coating film thickness in the reverse roll coating in which the talol 12 rotates can be derived.
The roll coater 1 is assumed to be uniform with no flow or distribution of the paint 3 in the band width direction.

上記式1は、以下のように求められる。
まず、帯状体の表面に付着した塗料の焼き付け後の付着量Mは、以下の式7で表される。
式7:M=qs・ρ・C/LS
ここで、
qs:帯状体の表面に単位幅あたりに付着した塗料流量〔m2/s〕
The above formula 1 is obtained as follows.
First, the adhesion amount M after baking of the paint adhering to the surface of the belt-like body is expressed by the following formula 7.
Formula 7: M = qs · ρ · C / LS
here,
qs: Flow rate of paint adhering to the surface of the belt-like body per unit width [m 2 / s]

アプリケータロール上にのって、アプリケータロールと帯状体との界面に流れ込む塗料の流量をqa、アプリケータロールと帯状体との間をすり抜けてアプリケータロール上に残留する塗料の流量をqLとすると、上記qsは、qs=qa−qLとなる。そのため、上記式7は、以下の式8となる。
式8:M=(qa−qL)・ρ・C/LS
ここで、
qa:アプリケータロールと帯状体との界面に流れ込む塗料流量〔m2/s〕
qL:アプリケータロールと帯状体との間をすり抜けてアプリケータロール上に残留する塗料流量〔m2/s〕
On the applicator roll, qa is the flow rate of the paint flowing into the interface between the applicator roll and the strip, and qL is the flow rate of the paint remaining on the applicator roll through the applicator roll and the strip. Then, the qs becomes qs = qa-qL. Therefore, the above formula 7 becomes the following formula 8.
Formula 8: M = (qa−qL) · ρ · C / LS
here,
qa: paint flow rate [m 2 / s] flowing into the interface between the applicator roll and the belt
qL: Flow rate of paint remaining on the applicator roll after passing between the applicator roll and the strip [m 2 / s]

また、ミータロールとアプリケータロールとの間(以下、ニップ部)を通過する塗料の流量qma〔m2/s〕は、潤滑理論により、両ロールの平均周速に比例することが知られている。よって、上記qmaは、下記の式9で表される。
式9:qma=hma・(Va+Vm)/2
In addition, it is known that the flow rate qma [m 2 / s] of the paint passing between the meter roll and the applicator roll (hereinafter referred to as the nip portion) is proportional to the average peripheral speed of both rolls according to the lubrication theory. . Therefore, qma is expressed by the following formula 9.
Formula 9: qma = hma · (Va + Vm) / 2

上記ニップ部をすり抜けた塗料は、ミータロールとアプリケータロールに分配されるため、上記qmaと、ミータロール及びアプリケータロールそれぞれに分配された塗料流量との関係は、下記の式10によって表される。
式10:qma=qm+qa
ここで、
qm:ニップ部をすり抜けてミータロール上に残留する塗料流量〔m2/s〕
Since the paint that has passed through the nip portion is distributed to the meter roll and applicator roll, the relationship between the qma and the paint flow rate distributed to each of the meter roll and applicator roll is expressed by the following equation (10).
Formula 10: qma = qm + qa
here,
qm: Flow rate of paint remaining on the meter roll through the nip [m 2 / s]

また、ニップ部における、ミータロール及びアプリケータロールへの塗料の分配は、H.Benkreiraらの実験から、下記の式11の関係が成り立つことが知られている。
式11:qa/qm=α・(Va/Vm)β
上記式10及び上記式11より、下記の式12を得ることができる。
式12:qa=〔α(Va/Vm)β/(1+α(Va/Vm)β〕・qma
Also, the distribution of the paint to the meter roll and applicator roll at the nip portion is as described in H.C. It is known from the experiment of Benkreira et al. That the relationship of the following equation 11 holds.
Formula 11: qa / qm = α · (Va / Vm) β
From the above formula 10 and the above formula 11, the following formula 12 can be obtained.
Formula 12: qa = [α (Va / Vm) β / (1 + α (Va / Vm) β ] · qma

上記式12に、上記式9を代入すると、qaについて、下記の式13が得られる。
式13:qa=〔α(Va/Vm)β/(1+α(Va/Vm)β〕・hma・(Va+Vm)/2
Substituting the above equation 9 into the above equation 12, the following equation 13 is obtained for qa.
Formula 13: qa = [α (Va / Vm) β / (1 + α (Va / Vm) β ] · hma · (Va + Vm) / 2

一方、上記qLは、日本潤滑学会編「潤滑ハンドブック」より、下記の式14で表される。
式14:qL=λ・has・(V−LS)
上記式13及び上記式14を上記式8に代入することで、塗装膜厚Mと、上記hmaと、上記hasとの関係を含むモデル式である、上記式4を得ることができる。
On the other hand, the qL is expressed by the following formula 14 from the “Lubrication Handbook” edited by the Japan Lubrication Society.
Formula 14: qL = λ · has (V−LS)
By substituting Equation 13 and Equation 14 into Equation 8, Equation 4 can be obtained, which is a model equation including the relationship between the coating film thickness M, the hma, and the has.

また、上記hma及び上記hasは上記式2及び上記式3を用いて求める。
この場合には、ロールコーティングにゴムからなるロールを用いる際には無視することができない潤滑接触面の弾性変形を反映し、アプリケータロールとミータロールとの間の間隔hmaと、アプリケータロールと帯状体との間の間隔hasを求めることができる。
The hma and the has are obtained by using the above formula 2 and the above formula 3.
In this case, the elastic deformation of the lubrication contact surface, which cannot be ignored when using a roll made of rubber for roll coating, reflects the distance hma between the applicator roll and the meter roll, and the applicator roll and the belt shape. An interval hass between the body and the body can be determined.

ロールコーティングにゴムからなるロールが用いられる場合は、潤滑接触面の弾性変形の影響が現れる流体潤滑の弾性流体潤滑(Elastohydro−dynamic Lubrication:EHL)と呼ばれる領域であり、且つ、圧力増加に伴う粘度増加が無視できる領域であると考えられるため、等粘度−弾性領域のソフトEHL領域として取り扱う。ソフトEHL領域の線接触潤滑面の最小膜厚計算式は、Dowson−Higginsonの無次元表示群を用いると、Herrebrughによって、下記の式15となる。
式15:H=3.10・U0.6・W-0.2
Hは膜厚、Uは速度、Wは荷重の無次元表示であり、以下の式16〜式18によって無次元化している。
式16:H=h/R
式17:U=(η・u)/(E・R)
式18:W=w/(E・R)
ここで、
h:膜厚〔kg/m2
w:単位幅あたりの荷重〔N〕
u:平均流速〔m/s〕
R:等価半径〔m〕
η:大気圧下での粘度〔N・s/m2
E:等価弾性係数〔N/m2
When a roll made of rubber is used for roll coating, it is a region called elastohydro-dynamic lubrication (EHL) in which the influence of elastic deformation of the lubricating contact surface appears, and the viscosity accompanying an increase in pressure Since the increase is considered to be a negligible region, it is treated as a soft EHL region of an isoviscous-elastic region. The formula for calculating the minimum film thickness of the line contact lubricated surface in the soft EHL region is expressed by the following formula 15 by Herrebrough using a dimensionless display group of Dowson-Higginson.
Formula 15: H = 3.10 · U 0.6 · W −0.2
H is the film thickness, U is the speed, W is the dimensionless display of the load, and is dimensionless by the following equations 16-18.
Formula 16: H = h / R
Expression 17: U = (η · u) / (E · R)
Formula 18: W = w / (E · R)
here,
h: Film thickness [kg / m 2 ]
w: Load per unit width [N]
u: Average flow velocity [m / s]
R: Equivalent radius [m]
η: Viscosity at atmospheric pressure [N · s / m 2 ]
E: Equivalent elastic modulus [N / m 2 ]

上記パラメータを上記式15に代入すると、下記の式19が得られる。
式19:h=3.10・η0.6・u0.6・E-0.4・R0.6・w-0.2
このため、上記hma及び上記hasを求める式は、上記式2及び上記式3となる。
Substituting the above parameters into Equation 15 yields Equation 19 below.
Formula 19: h = 3.10 · η 0.6 · u 0.6 · E −0.4 · R 0.6 · w −0.2
For this reason, the equations for obtaining hma and has become Equation 2 and Equation 3.

ミータロールとアプリケータロールとの間の間隔hma、及びアプリケータロールと帯状体との間の間隔hasは、アプリケータロールが全てゴムで構成されたロールとして扱う場合の値である。そのため、アプリケータロールのゴムライニング厚みbが考慮されておらず、上記hma及び上記hasは実際の値とは誤差を生じる。そこで、アプリケータロールのゴムライニング厚みbを考慮して、式4〜式6を用いて、h’ma及びh’asに置き換えることにより、アプリケータロールのゴムライニングの厚みが5〜50mmの場合に、精度良く適正な塗装条件を求めることができる。   The distance hma between the meter roll and the applicator roll and the distance has between the applicator roll and the belt-shaped body are values when the applicator roll is handled as a roll made of rubber. Therefore, the rubber lining thickness b of the applicator roll is not taken into consideration, and the hma and the has have an error from the actual values. Therefore, in consideration of the rubber lining thickness b of the applicator roll, the thickness of the rubber lining of the applicator roll is 5 to 50 mm by using equations 4 to 6 and substituting h'ma and h'as. In addition, appropriate coating conditions can be obtained with high accuracy.

式6は、ゴムライニングbが接触幅に与える影響を示している。ゴムロール(ゴムのみから構成されたロール)と金属ロールとの接触状態において、荷重Wでロール間に力を加えた場合の接触幅をw0とする。該接触幅w0は以下の式20で示される。
式20:w0={16・W・Rma・(1−νm)}1/2
いくつかの肉厚biのゴムを金属ロール上に被覆したロールを準備し、それぞれの接触幅wiを測定する。測定した接触幅wiから、(w0/2bi,wi/w0)の関係を求め、下記の式21で多項式近似する。
式21:(wi/w0)=f(w0/2bi)=A0+A1・(w0/2bi)+A2・(w0/2bi2+・・・・+An・(w0/2bin
この方法は、G.J.Parishらが行った実験結果(1957)と同様の方法である。
上記式21の係数A0、A1、A2、・・・・、Anを求める。
ゴムの弾性によって接触幅(ニップ幅)が変化するので、その幅wiが増加する場合には、面圧が低下するため、ロール間の間隙も増加する。従って、接触幅wiをロール間の間隙に置き換えて同様の補正を行う。即ち、h’ma/hma=f(hma/2b)及びh’as/has=f(has/2b)と置き換えて、h’ma=f(hma/2b)・hma及びh’as=f(has/2b)・hasとして、ゴム弾性変形によるロール間の間隙の補正を行う。
Equation 6 shows the influence of the rubber lining b on the contact width. In a contact state between a rubber roll (roll composed only of rubber) and a metal roll, a contact width when a force is applied between the rolls with a load W is defined as w 0 . The contact width w 0 is expressed by Equation 20 below.
Expression 20: w 0 = {16 · W · Rma · (1−ν m )} 1/2
Rolls obtained by coating several rolls of rubber with thickness b i on metal rolls are prepared, and the respective contact widths w i are measured. From the measured contact width w i , the relationship of (w 0 / 2b i , w i / w 0 ) is obtained, and polynomial approximation is performed using the following equation (21).
Equation 21: (wi / w 0) = f (w 0 / 2b i) = A 0 + A 1 · (w 0 / 2b i) + A 2 · (w 0 / 2b i) 2 + ···· + A n · (W 0 / 2b i ) n
This method is described in G.H. J. et al. This is the same method as the experimental result (1957) conducted by Parish et al.
Coefficients A 0, A 1, A 2 of the formula 21, ..., determine the A n.
Since the contact width (nip width) changes due to the elasticity of the rubber, when the width w i increases, the surface pressure decreases, so the gap between the rolls also increases. Accordingly, the same correction is performed by replacing the contact width w i with the gap between the rolls. That is, h'ma = h (hma / 2b) and h'as / has = f (has / 2b) are replaced with h'ma = f (hma / 2b) · hma and h'as = f ( The gap between the rolls is corrected by elastic rubber deformation as has / 2b) .has.

上記式2、式3を用いてhma、hasを求めてから、h’ma、h’asを上記式4〜式6により求め、その後この値を式1のモデル式におけるhma、hasと置換することによって、本発明を実施することができる。   After obtaining hma and has using the above formulas 2 and 3, h'ma and h'as are obtained by the above formulas 4 to 6, and then these values are replaced with hma and has in the model formula of formula 1. Thus, the present invention can be implemented.

上記式1〜式6を用いて上記塗装条件を算出するに当たっては、Vm及びNma以外の値に初期固定値を入力することを前提として、Vm及びNmaの値を順次変更しながらMの値を算出し、Mの値が目標膜厚M0の公差内となるVmとNmaの適正組合せを求める適正組合せ選出ステップと、
上記適正組合せの中から、最大のNmaを含む最適組合せを選択し、当該Vm及びNmaを含む条件を上記塗装条件とする条件決定ステップとを含むことが好ましい(請求項2)。
In calculating the coating conditions using the above equations 1 to 6, the value of M is changed while sequentially changing the values of Vm and Nma on the assumption that initial fixed values are input to values other than Vm and Nma. An appropriate combination selection step for calculating and finding an appropriate combination of Vm and Nma in which the value of M is within the tolerance of the target film thickness M 0 ;
It is preferable to include a condition determining step of selecting an optimum combination including the maximum Nma from the appropriate combination and setting the condition including the Vm and Nma as the coating condition.

まず、上記選出ステップについて説明する。
上述したように、Vm及びNma以外の値を初期固定値とする。
上記Vm及び上記Nmaは操作量であり、例えば、Nmaを主操作量とし、操作の感度が高いVmを2次操作量として適宜に用いる。
上記初期固定値としては、後述する実施例にも示すごとく、固定条件値、固定設定値、Va初期値、塗料粘度、濃度の実測値等の種々の呼称のものがある。
上記初期固定値の中で、実測値を用いるものについては、塗料循環系に濃度計、粘度計等を適用することで、塗装開始後においても、随時上記データを測定し、反映することが可能である。
上記固定条件値は、M0、LS、Ra、W等であり、上記固定設定値は、Rm、Vcc、Vmmax、Vmmin、ΔVm、ΔNma等がある。
First, the selection step will be described.
As described above, values other than Vm and Nma are set as initial fixed values.
Vm and Nma are operation amounts. For example, Nma is a main operation amount, and Vm having high operation sensitivity is appropriately used as a secondary operation amount.
The initial fixed value includes various names such as a fixed condition value, a fixed set value, an initial value of Va, a paint viscosity, and an actually measured value of the concentration, as will be described later in Examples.
Among the above-mentioned initial fixed values, those using measured values can be measured and reflected at any time even after the start of painting by applying a densitometer, viscometer, etc. to the paint circulation system. It is.
The fixed condition values include M 0 , LS, Ra, W, and the like, and the fixed set values include Rm, Vcc, Vm max , Vm min , ΔVm, ΔNma, and the like.

まず、式1〜式6に、上記Vm及びNma以外の初期固定値を入力し、Vmmax、Vmminの間をn等分した各Vmi(i=1〜n)について、それぞれNmaを増減しながら塗装膜厚Mの値を算出する。上記Mの値が目標膜厚M0に漸近するまで、上記Nmaを順次増減して上記Mの値を上記M0に収束させ、目標膜厚M0を与える上記Vm及び上記Nmaの適正組合せを求める。 First, initial fixed values other than the above Vm and Nma are input to Equations 1 to 6, and Nma is increased or decreased for each Vm i (i = 1 to n) obtained by dividing n between Vm max and Vm min. Then, the value of the coating film thickness M is calculated. Until the value of M asymptotically approaches the target film thickness M 0 , Nma is sequentially increased or decreased to converge the value of M to M 0 , and an appropriate combination of Vm and Nma giving the target film thickness M 0 is obtained. Ask.

次に、上記条件決定ステップについて説明する。
上記Vmには、遠心力で塗料が飛び散る最大速度に安全余裕を持たせた値を限界速度Vmmaxとする制約がある。また、上記Nmaには、装置性能の最大荷重に安全係数をかけた値を限界荷重Nmamaxとする制約がある。また、荷重を安全にかけられる値を最低荷重Nmaminとする制約がある。
上記Vm及びNmaの制約のもとで、上記選出ステップによって求められた目標膜厚M0を呈するVmとNmaの適正組合せの中から、Nmaが最大となる最適組合せを含む塗装条件求める。
Next, the condition determining step will be described.
Vm has a restriction that a value obtained by adding a safety margin to the maximum speed at which the paint scatters due to centrifugal force is set as a limit speed Vm max . Further, the above Nma has a restriction that a value obtained by multiplying the maximum load of the apparatus performance by the safety factor is the limit load Nma max . Further, there is a restriction that a value at which a load can be safely applied is a minimum load Nma min .
Under the constraints of the Vm and Nma, from among appropriate combinations of Vm and Nma exhibiting target thickness M 0 obtained by the above selection steps, obtaining coating conditions including the optimum combination Nma is maximized.

また、目標膜厚M0を呈するVmとNmaとの適正組合せが全て上記Vm及びNmaの制約を満たさない場合には、Vaを増分して、上記Vm及びNmaの適正組合せの算出を同様に実行し、目標膜厚M0を呈するVmとNmaの適正組合せが上記Vm及びNmaの適正範囲内に入るまで繰り返す。その後、同様に、Nmaが最大となる最適組合せを含む塗装条件求める。 In addition, when all appropriate combinations of Vm and Nma exhibiting the target film thickness M 0 do not satisfy the constraints of Vm and Nma, Va is incremented and the appropriate combination of Vm and Nma is similarly calculated. The process is repeated until the appropriate combination of Vm and Nma that exhibits the target film thickness M 0 falls within the appropriate range of Vm and Nma. Thereafter, similarly, the coating conditions including the optimum combination that maximizes Nma are obtained.

上記条件決定ステップでは、上記適正組合せの条件を基にしてVm及びNmaを横軸及び縦軸にとった曲線を求め、該曲線とVmの適正範囲及びNmaの適正範囲の関係から上記塗装条件を決定することが好ましい(請求項3)。   In the condition determining step, a curve with Vm and Nma on the horizontal and vertical axes is obtained based on the conditions of the appropriate combination, and the coating conditions are determined from the relationship between the curve and the appropriate range of Vm and the appropriate range of Nma. It is preferable to determine (Claim 3).

この場合には、上記曲線を用いることで、VmとNmaとの適正組合せを、状況応じて速やかに変更することができる。
上記Nmaは値が大きい方が気泡の入り込みや、除去に有効であるため、望ましいが、目標膜厚M0を得るには、必ずしもNmaが最大である必要がなく、上記曲線上にある組合せであれば良い。そのため、品質上に問題がある際には、上記曲線上を変化させた条件を用いることで、目標膜厚M0を得ることができる。
上記曲線を図3に示す。横軸をVmとし、縦軸をNmaとした。
In this case, the appropriate combination of Vm and Nma can be quickly changed according to the situation by using the above curve.
The Nma penetrates the larger value of air bubbles and, because it is effective in removing, desirable, to obtain the target thickness M 0 is always Nma does not need a maximum, a combination that is on the curve I just need it. Therefore, when there is a problem in quality, the target film thickness M 0 can be obtained by using a condition that changes the curve.
The above curve is shown in FIG. The horizontal axis is Vm, and the vertical axis is Nma.

上記ミータロールとしてその表面に、ます目対角0.2〜1.0mm、深さ50〜500μmの四角錐又は四角錐台状の凹みを設けたメッシュロールを用いる場合においては、上記凹み部の1m2あたりの容積をVcc〔m3/m2〕として、
上記式4におけるhma・(Va+Vm)/2を、
hma・(Va+Vm)/2+〔1−kd・exp(kc・P)〕・Vcc・Vmに置き換えることが好ましい(請求項4)。
この場合には、ミータロールとして、メッシュロールを用いた場合での塗料付着量を精度良く求めることができる。
When using a mesh roll provided with a square pyramid or square pyramid-shaped depression having a diagonal of 0.2 to 1.0 mm and a depth of 50 to 500 μm on the surface as the above-mentioned meter roll, 1 m of the depression The volume per 2 is Vcc [m 3 / m 2 ],
Hma · (Va + Vm) / 2 in the above equation 4 is
It is preferable to replace with hma · (Va + Vm) / 2 + [1-kd · exp (kc · P)] · Vcc · Vm.
In this case, it is possible to accurately obtain the coating amount when a mesh roll is used as the meter roll.

メッシュを有したミータロールにおいて、メッシュ溝内に溜まった塗料は、ミータロールとアプリケータロールとの間であるニップ部に圧力がかかると、ニップ部の界面の塗料流動に影響され、減少する。そのため、メッシュ溝内に溜まった塗料に関する項は、荷重の関数となる。その効果は、アプリケータロールのゴムと金属製メッシュロールとの形状、剛性等からある一定荷重以上になると影響が顕著になってくる経験則から、〔1−kd・exp(kc・P)〕で表すことができる。   In the meter roll having a mesh, when the pressure applied to the nip portion between the meter roll and the applicator roll, the paint accumulated in the mesh groove is affected by the paint flow at the interface of the nip portion and decreases. Therefore, the term relating to the paint accumulated in the mesh groove is a function of the load. From the empirical rule that the effect becomes significant when the load exceeds a certain load due to the shape and rigidity of the rubber and metal mesh roll of the applicator roll, [1-kd · exp (kc · P)] Can be expressed as

Vccは、単位体積あたりのメッシュ数に、メッシュ1つあたりの体積を乗じたものであり、溝全部に塗料が埋まったときの平均膜厚に相当する。
すなわち、ミータロールに施されたますメッシュ溝内に溜まって、アプリケータロールとミータロールとの間を通過する塗料流量は、〔1−kd・exp(kc・P)〕・Vcc・Vmで表すことができる。
これを、モデル式である式1におけるアプリケータロールとミータロールとの間の間隔hmaを通過する塗料流量hma・(Va+Vm)/2に足して補正することにより、ミータロールとしてメッシュロールを用いた場合の塗装条件を精度良く求めることができる。
Vcc is obtained by multiplying the number of meshes per unit volume by the volume per mesh, and corresponds to the average film thickness when the paint is filled in all the grooves.
That is, the paint flow rate that accumulates in the mesh groove applied to the meter roll and passes between the applicator roll and the meter roll can be expressed as [1-kd · exp (kc · P)] · Vcc · Vm. it can.
When this is corrected by adding to the paint flow rate hma · (Va + Vm) / 2 passing through the distance hma between the applicator roll and the meter roll in the model formula (1), the mesh roll is used as the meter roll. The coating conditions can be determined with high accuracy.

(実施例)
本発明の塗装膜厚制御方法にかかる実施例について説明する。
図1で示す構成を有するロールコータについて、異なる2種の塗料を準備し、図2に示すフローチャートに従って、目標膜厚M0に対する塗装条件を算出する。なお、同図のフローチャートは、厳密な意味でのフローチャートではなく、簡略化して大まかな流れを示したものである。
(Example)
The Example concerning the coating film thickness control method of this invention is described.
For the roll coater having the configuration shown in FIG. 1, two different types of paints are prepared, and the coating conditions for the target film thickness M 0 are calculated according to the flowchart shown in FIG. Note that the flowchart shown in the figure is not a flowchart in a strict sense, but shows a simplified and rough flow.

図1に示すごとく、本例におけるロールコータ1は、塗料3を帯状体2としてのアルミニウム合金板に転写するアプリケータロール12と、アプリケータロール12に塗料3を供給するミータロール11とを有する。さらに、本例のロールコータ1は、ミータロール11の前にピックアップロール10を有すると共に帯状体2を支持するバックアップロール13を備えている。モデル式においては、ピックアップロール10の存在の有無は無関係である。   As shown in FIG. 1, the roll coater 1 in this example includes an applicator roll 12 that transfers the paint 3 to an aluminum alloy plate as a band 2, and a meter roll 11 that supplies the paint 3 to the applicator roll 12. Furthermore, the roll coater 1 of the present example includes a backup roll 13 that has a pickup roll 10 in front of the meter roll 11 and supports the band 2. In the model formula, the presence or absence of the pickup roll 10 is irrelevant.

本例において、ミータロール11は、ポアソン比νm=0.29、縦弾性係数Em=2.1×1011N/m2である。
また、アプリケータロール12は、ゴムライニングb=20mm、周速Va=2.0m/s、ポアソン比νa=0.48、縦弾性係数Ea=7×106N/m2である。
また、帯状体2は、幅W=1m、ライン速度LS=1.83m/s、ポアソン比νs=0.33、縦弾性係数Es=6.9×1010N/m2である。
また、タッチ荷重合計Nasは2000N、アプリケータロール/ミータロール面長さLは1.8mである。
塗装に用いる塗料の種類、粘度、濃度、及び比重を表1に示す。
In this example, the meter roll 11 has a Poisson's ratio ν m = 0.29 and a longitudinal elastic modulus Em = 2.1 × 10 11 N / m 2 .
The applicator roll 12 has a rubber lining b = 20 mm, a peripheral speed Va = 2.0 m / s, a Poisson's ratio ν a = 0.48, and a longitudinal elastic modulus Ea = 7 × 10 6 N / m 2 .
The band 2 has a width W = 1 m, a line speed LS = 1.83 m / s, a Poisson's ratio ν s = 0.33, and a longitudinal elastic modulus Es = 6.9 × 10 10 N / m 2 .
Further, the total touch load Nas is 2000 N, and the applicator roll / meter roll surface length L is 1.8 m.
Table 1 shows the type, viscosity, concentration, and specific gravity of the paint used for coating.

Figure 2007222723
Figure 2007222723

塗装条件算出に当たっては、Vm及びNma以外の値に初期固定値を入力することを前提として、Vm及びNmaの値を順次変更しながら塗装膜厚Mの値を算出し、Mの値が目標膜厚M0の公差内となるVmとNmaの適正組合せを求める適正組合せ選出ステップを行う。その後、上記適正組合せを基にして、最大のNmaを含む最適組合せを求め、当該Vm及びNmaを含む条件を塗装条件とする条件決定ステップとを行う。 In calculating coating conditions, assuming that initial fixed values are input to values other than Vm and Nma, the coating film thickness M is calculated while sequentially changing the values of Vm and Nma, and the value of M is the target film. An appropriate combination selection step for obtaining an appropriate combination of Vm and Nma within the tolerance of the thickness M 0 is performed. Thereafter, an optimum combination including the maximum Nma is obtained on the basis of the appropriate combination, and a condition determining step is performed in which the conditions including the Vm and Nma are set as the coating conditions.

具体的には、図2に示すごとく、まず、選出ステップS1では、ステップS101において、式1〜式6に固定条件値、固定設定値、及びVa初期値を入力する。このVa初期値は、過去の実績値を設定するが、後述するごとく、結果に応じて適宜変更する。上記初期設定値であるΔVmは、Vmについて、限界速度Vmmaxと最低速度Vmminとの間をn等分して、Vmi(i=1〜n+1)を与える際に、(Vmmax−Vmmin)/n=ΔVmとして与えられる。また、上記初期設定値であるΔNmaは、機械の最大能力の1/20から1/50とすればよい。本例では、200N程度とした。なお、計算収束精度に応じて値を変えればよい。
更に、ステップS102においては、実測値から塗料粘度μ及び濃度Cを入力する。
Specifically, as shown in FIG. 2, first, in the selection step S1, in step S101, the fixed condition value, the fixed set value, and the Va initial value are input to Equations 1 to 6. As the Va initial value, a past actual value is set. As will be described later, the Va initial value is appropriately changed according to the result. ΔVm, which is the initial setting value, is (Vm max −Vm) when Vm i (i = 1 to n + 1) is given by dividing n between the limit speed Vm max and the minimum speed Vm min. min ) / n = ΔVm. Further, ΔNma that is the initial setting value may be set to 1/20 to 1/50 of the maximum capacity of the machine. In this example, it is about 200N. The value may be changed according to the calculation convergence accuracy.
Furthermore, in step S102, the paint viscosity μ and the concentration C are input from the actually measured values.

次に、ステップS103において、i=1とする。また、上記Vmの初期値としてVmi=Vmmax+ΔVmを与え、また、Nmaの初期値としてNmai=0を与え、式1〜式6に入力する。ステップS104において、式1〜式6を用いて塗装膜厚Mを算出し、ステップS105において、塗装膜厚Mの値が、目標膜厚M0の公差範囲の上限以下であるかを判断する。 Next, in step S103, i = 1. Also, Vm i = Vm max + ΔVm is given as the initial value of Vm, and Nma i = 0 is given as the initial value of Nma, which is input to Equations 1 to 6. In step S104, calculates a paint film thickness M using the equations 1 to 6, in step S105, the value of the painting thickness M it is determined whether there are more than the upper limit of the tolerance range of the target thickness M 0.

塗装膜厚Mが目標膜厚M0の公差範囲の上限以上の場合には、ステップS106において、上記Nmaiの値をNmai+ΔNmaに置き換えて入力し、上記Mが目標膜厚M0の公差範囲の上限未満になるまでステップS104〜S106を繰り返す。S105で塗装膜厚Mの値が目標膜厚M0の公差範囲の上限未満であると判断されると、ステップS107において、塗装膜厚Mが目標膜厚M0の公差範囲内に入っているかを判断する。 If paint thickness M is greater than or equal to the upper limit of the tolerance range of the target thickness M 0 in step S106, the value of the Nma i type by replacing the Nma i + ΔNma, tolerance of the M, the target thickness M 0 Steps S104 to S106 are repeated until the upper limit of the range is reached. When the value of the coating thickness M is determined to be less than the upper limit of the tolerance range of the target thickness M 0 in S105, in step S107, whether the coating thickness M is within the tolerance range of the target thickness M 0 Judging.

塗装膜厚Mが目標膜厚M0の公差範囲外の場合には、ステップS108において、NmaiをNmai・ΔNma/4に置き換えて入力し、ステップS109において、式1〜式6を用いてMの値を算出する。塗装膜厚Mが目標膜厚M0の公差範囲内に入るまで、ステップS107〜S109を繰り返す。ステップS107で塗装膜厚Mが目標膜厚M0の公差範囲内であると判断されると、ステップS110において、VmiとNmaiの値を適正組合せとしてテーブルに記憶する。 If the coating film thickness M is outside the tolerance range of the target film thickness M 0 , Nma i is replaced with Nma i · ΔNma / 4 in step S108 and input, and in step S109, equations 1 to 6 are used. The value of M is calculated. Until the coating thickness M is within the tolerance range of the target thickness M 0, repeat steps S107 to S109. When paint thickness M in the step S107 is determined to be within the tolerance range of the target thickness M 0, in step S110, it is stored in the table the value of Vm i and Nma i as a proper combination.

次に、ステップS111において、iがn+1より大きいかを判断し、i≦n+1の場合には、ステップS112において、iをi+1に置き換え、Vmi=Vmi-1−ΔVm、Nmai=0を入力し、iがn+1を超えるまでステップS104〜S112を繰り返す。ステップS111でi>n+1(Vmi=Vmmin)と判断されると、ステップS113において、テーブルに記憶された複数の適正組合せを基にして、図3に示すように、Vmを横軸、Nmaを縦軸とした、適正組合せのn+2個の点aに基づくVm−Nma曲線(以下、適正組合せ曲線という)を求める。 Next, in step S111, it is determined whether i is larger than n + 1. If i ≦ n + 1, i is replaced with i + 1 in step S112, and Vm i = Vm i−1 −ΔVm and Nma i = 0 are set. Input, and repeat steps S104 to S112 until i exceeds n + 1. If it is determined in step S111 that i> n + 1 (Vm i = Vm min ), in step S113, based on a plurality of appropriate combinations stored in the table, as shown in FIG. Is a Vm-Nma curve based on n + 2 points a in an appropriate combination (hereinafter referred to as an appropriate combination curve).

そして、条件決定ステップ2では、ステップS201、S202において、Vm及びNmaの適正範囲に、求めた適性組合せ曲線の領域があるかを判断する(具体的には、後述する図4等を用いて判断することができる)。ステップS202において、適正範囲の領域と適正組合せ曲線との共有領域がない場合には、ステップS203において、VaをVa+ΔVaに置き換えて入力し、選出ステップであるステップS103〜S203を、ステップS202において領域Sと曲線とが共有領域を有するまで繰り返す。上記ΔVaは経験的に与えられるLSとVaの差の1/4から1/10程度を用いればよい。本例では、0.01m/sとした。なお、計算収束精度に応じて値を変えればよい。
ステップS202において適正範囲の領域と適正組合せ曲線との共有領域があると判断されると、ステップS204、S205において、Nmaが最大となるVmとNmaの組合せを決定し、最適組合せとする。その後、ステップS206において、最適組合せを含む条件を塗装条件として自動設定する。
Then, in the condition determination step 2, it is determined in steps S201 and S202 whether there is a region of the obtained appropriate combination curve in the appropriate range of Vm and Nma (specifically, determination is made using FIG. 4 described later). can do). In step S202, if there is no shared area between the appropriate range area and the appropriate combination curve, Va is replaced with Va + ΔVa in step S203, and the selection steps S103 to S203 are performed in step S202. And until the curve has a shared area. The ΔVa may be about 1/4 to 1/10 of the difference between LS and Va given empirically. In this example, it was set to 0.01 m / s. The value may be changed according to the calculation convergence accuracy.
If it is determined in step S202 that there is a shared area of the appropriate range area and the appropriate combination curve, in steps S204 and S205, the combination of Vm and Nma that maximizes Nma is determined and set as the optimum combination. Thereafter, in step S206, the condition including the optimum combination is automatically set as the coating condition.

上記手順によって、異なる2種の塗料(塗料A、塗料B)について、目標膜厚M0=13μmとした場合の最適組合せを求めた。塗料Aにおける結果を図4、塗料Bにおける結果を図5に示す。 According to the above procedure, the optimum combination when the target film thickness M 0 = 13 μm was obtained for two different types of paints (paint A and paint B). The results for paint A are shown in FIG. 4, and the results for paint B are shown in FIG.

まず、塗料Aについて説明する。
図4は、横軸をミータロール周速Vm、縦軸をアプリケータロール/ミータロール間荷重Nmaとする。領域SAは、塗料Aに対するVmの適正範囲且つNmaの適正範囲である領域を示す。曲線Kは、塗料Aの適正組み合わせを示す。
図4より知られるごとく、塗料Aは、経験上の標準値のVaにおいて求められた曲線K上の点のうち、限界荷重Nmamax及び限界速度Vmmax以下で、最低荷重Nmamin及び最低速度Vmmin以上の領域SA内で、Nmaが最大となるA点が最適組合せとして求められた。
First, the paint A will be described.
In FIG. 4, the horizontal axis represents the meter roll peripheral speed Vm, and the vertical axis represents the applicator roll / meter roll load Nma. A region S A indicates a region that is an appropriate range of Vm for the coating material A and an appropriate range of Nma. Curve K shows the proper combination of paint A.
As is known from FIG. 4, the paint A has a minimum load Nma min and a minimum speed Vm that are below the limit load Nma max and the limit speed Vm max among the points on the curve K obtained at the empirical standard value Va. in min or more regions S a, a point Nma is maximum is determined as the optimum combination.

次に、塗料Bについて説明する。
図5は、横軸をミータロール周速Vm、縦軸をアプリケータロール/ミータロール間荷重Nmaとする。領域SBは、塗料Bに対するVmの適正範囲且つNmaの適正範囲である領域を示す。また、曲線Lは、塗料Bの適正組合せを示す。
図5より知られるごとく、塗料Bは、経験上の標準値のVaにおいて求められた曲線L上の点のうち、限界荷重Nmamax及び限界速度Vmmax以下で、最低荷重Nmamin及び最低速度Vmmin以上の領域SB内で、Nmaが最大となるB点が最適組合せとして求められた。
Next, the paint B will be described.
In FIG. 5, the horizontal axis represents the meter roll peripheral speed Vm, and the vertical axis represents the applicator roll / meter roll load Nma. Regions S B denotes a region that is appropriate range and proper range of Nma of Vm for coating B. A curve L indicates an appropriate combination of the paint B.
As can be seen from FIG. 5, the paint B has a minimum load Nma min and a minimum speed Vm that are below the limit load Nma max and the limit speed Vm max among the points on the curve L obtained at the empirical standard value Va. in min or more regions S B, B point Nma is maximum is determined as the optimum combination.

次に、上記手順によって求めた最適組合せを含む塗装条件を適用し、図1に示すロールコータ1を用いて帯状体2を塗装した。塗料3として塗料Aを用い、該塗料3をミータロール11によって、アプリケータロール12に供給し、該アプリケータロール12によって、塗料3を帯状体2に転写した。そして、焼き付け後の実際の塗装膜厚を測定した。   Next, coating conditions including the optimum combination determined by the above procedure were applied, and the strip 2 was coated using the roll coater 1 shown in FIG. The paint A was used as the paint 3, the paint 3 was supplied to the applicator roll 12 by the meter roll 11, and the paint 3 was transferred to the strip 2 by the applicator roll 12. And the actual coating film thickness after baking was measured.

また、複数の目標膜厚について、同様に塗装条件を算出し、測定を行った。
また、算出された塗装条件を適用した測定結果について、目標膜厚と、塗装膜厚実測値との関係を図6に示す。横軸を目標膜厚、縦軸を塗装膜厚実測値とする。
In addition, the coating conditions were similarly calculated and measured for a plurality of target film thicknesses.
In addition, FIG. 6 shows the relationship between the target film thickness and the actual coating film thickness measurement value for the measurement results obtained by applying the calculated coating conditions. The horizontal axis is the target film thickness, and the vertical axis is the measured coating film thickness.

塗料Bについても、塗料Aの場合と同様の方法で実施した。結果を図7に示す。横軸を目標膜厚、縦軸を塗装膜厚実測値とする。
図6及び図7より知られるごとく、本例においては、塗装条件を精度良く算出することができ、ロールコータによる帯状体の塗装膜厚を制御することができた。
The coating B was also carried out in the same manner as the coating A. The results are shown in FIG. The horizontal axis is the target film thickness, and the vertical axis is the measured coating film thickness.
As known from FIGS. 6 and 7, in this example, the coating conditions can be calculated with high accuracy, and the coating film thickness of the belt-like body by the roll coater can be controlled.

(比較例)
本例では、上記実施例で準備した塗料Aを用いて、特開平5−220441号公報記載のモデル式を用いて算出した塗装条件を適用した。具体的には、アプリケータロールの外周部におけるゴムライニングの厚みを考慮せず、本発明のようなhma及びhasを上記h’ma及び上記h’asによって置換する処理を行わないものである。
比較例の結果を図8に示す。横軸を目標膜厚、縦軸を塗装膜厚実測値とする。図8より知られるごとく、目標膜厚と、塗装膜厚実測値が絶対的にずれているのみでなく、ばらつきも大きいことがわかる。
(Comparative example)
In this example, the coating conditions calculated using the model formula described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-220441 were applied using the coating material A prepared in the above example. Specifically, the thickness of the rubber lining at the outer peripheral portion of the applicator roll is not taken into consideration, and the process of replacing hma and has with the h′ma and h′as as in the present invention is not performed.
The result of the comparative example is shown in FIG. The horizontal axis is the target film thickness, and the vertical axis is the measured coating film thickness. As can be seen from FIG. 8, it can be seen that the target film thickness and the actually measured coating film thickness are not only absolutely deviated, but also have large variations.

実施例におけるロールコータの概略構成図。The schematic block diagram of the roll coater in an Example. 実施例における条件算出手順を示すフロー図。The flowchart which shows the condition calculation procedure in an Example. 適正組合せのVm−Nma曲線を示す説明図。Explanatory drawing which shows the Vm-Nma curve of an appropriate combination. 実施例における塗料Aの最適組合せを示す説明図。Explanatory drawing which shows the optimal combination of the coating material A in an Example. 実施例における塗料Bの最適組合せを示す説明図。Explanatory drawing which shows the optimal combination of the coating material B in an Example. 実施例において塗料Aを用いた場合の目標膜厚と膜厚実測値との関係を示す説明図。Explanatory drawing which shows the relationship between the target film thickness at the time of using the coating material A in an Example, and a film thickness actual value. 実施例において塗料Bを用いた場合の目標膜厚と膜厚実測値との関係を示す説明図。Explanatory drawing which shows the relationship between the target film thickness at the time of using the coating material B in an Example, and film thickness actual value. 比較例における目標膜厚と膜厚実測値との関係を示す説明図。Explanatory drawing which shows the relationship between the target film thickness and film thickness actual value in a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

1 ロールコータ
10 ピックアップロール
11 ミータロール
12 アプリケータロール
13 バックアップロール
14 ニップ部
2 帯状体
3 塗料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Roll coater 10 Pickup roll 11 Mitter roll 12 Applicator roll 13 Backup roll 14 Nip part 2 Band-shaped body 3 Paint

Claims (4)

塗料を帯状体に転写するアプリケータロールと、該アプリケータロールに塗料を供給するミータロールとを有すると共に、上記アプリケータロールの外周部に厚みb(5mm≦b≦50mm)のゴムライニングを備えてなるロールコータを用い、移動する帯状体に連続的に塗装を行う際の塗装膜厚を制御する方法において、
少なくとも、塗装膜厚Mと、上記アプリケータロールと上記ミータロールとの間の間隔hmaと、上記アプリケータロールと上記帯状体との間隔hasとの関係を含む、下記の式1よりなるモデル式を用いて、上記塗装膜厚Mが目標膜厚M0の公差範囲内となる塗装条件を算出して初期設定を行うに当たり、
上記hma、hasは以下の式2及び式3を用いて求め、
以下の式4〜式6を用いてh’ma及びh’asを求め、
上記モデル式における上記hmaの代わりにh’maを代入すると共に上記hasの代わりに上記h’asを代入して上記塗装条件を算出することを特徴とするロールコータの塗装膜厚の制御方法。
式1:M=(ρ・C/LS)・{〔α(Va/Vm)β/(1+α(Va/Vm)β)〕・hma・(Va+Vm)/2−λ・has・(Va−LS)}
式2:hma=3.10・μ0.6・Ema-0.4・Rma0.6・(Nma/L)-0.2・[(Va+Vm)/2]0.6
式3:has=3.10・μ0.6・Eas-0.4・Ras0.6・(Nas/W)-0.2・[(Va−LS)/2]0.6
式4:h’ma=f(hma/2b)・hma
式5:h’as=f(has/2b)・has
式6:f(X)=A0+A1・X+A2・X2+A3・X3+・・・+An・Xn
ここで、
M:帯状体の単位面積あたりの塗料付着量(焼き付け後)〔kg/m2
ρ:塗膜密度〔kg/m3
C:濃度
LS:ライン速度〔m/s〕
Va:アプリケータロール周速〔m/s〕
Vm:ミータロール周速〔m/s〕
hma:ミータロールとアプリケータロールとの間の間隔〔m〕
has:アプリケータロールと帯状体との間の間隔〔m〕
α:分配係数〔=0.87(ニュートン流体)、=0.99(非ニュートン流体)〕
β:分配係数〔=1.65(ニュートン流体)、=1.54(非ニュートン流体)〕
λ:リーク係数〔=0.63(ニュートン流体)、=0.69(非ニュートン流体)〕
μ:塗料粘度〔N・s/m2
Ema:等価縦弾性係数〔N/m2、2/Ema=(1−νm 2)/Em+(1−νa 2)/Ea〕
Rma:アプリケータロール/ミータロール間等価曲率半径〔m〕
Nma:アプリケータロール/ミータロール間荷重(以下、ニップ荷重合計)〔N〕
Nas:アプリケータロール/帯状体間荷重(以下、タッチ荷重合計)〔N〕
L:アプリケータロール/ミータロール面長さ〔m〕
Eas:等価縦弾性係数〔N/m2、2/Eas=(1−νa 2)/Ea+(1−νs 2)/Es〕
Ras:アプリケータロール/帯状体間等価曲率半径〔m〕
W:帯状体幅〔m〕
νm:ミータロール材のポアソン比
Em:ミータロール材の縦弾性係数〔N/m2
νa:アプリケータロールゴム材のポアソン比
Ea:アプリケータロールゴム材の縦弾性係数〔N/m2
νs:帯状体のポアソン比
Es:帯状体の縦弾性係数〔N/m2
An applicator roll for transferring the paint to the belt-like body and a meter roll for supplying the applicator roll with the paint, and a rubber lining having a thickness b (5 mm ≦ b ≦ 50 mm) are provided on the outer periphery of the applicator roll. In the method of controlling the coating film thickness when continuously coating the moving strip using a roll coater,
A model formula consisting of the following formula 1 including at least the relationship between the coating film thickness M, the distance hma between the applicator roll and the meter roll, and the distance has between the applicator roll and the belt-like body When using the above-mentioned coating film thickness M to calculate the coating conditions within the tolerance range of the target film thickness M 0 and performing the initial setting,
The above hma and has are obtained using the following formulas 2 and 3,
H'ma and h'as are obtained using the following equations 4 to 6,
A method for controlling a coating film thickness of a roll coater, wherein the coating condition is calculated by substituting h'ma in place of the hma in the model formula and substituting the h'as in place of the has.
Formula 1: M = (ρ · C / LS) · {[α (Va / Vm) β / (1 + α (Va / Vm) β )] · hma · (Va + Vm) / 2−λ · has · (Va−LS )}
Formula 2: hma = 3.10 · μ 0.6 · Ema −0.4 · Rma 0.6 · (Nma / L) −0.2 · [(Va + Vm) / 2] 0.6
Formula 3: has = 3.10 · μ 0.6 · Eas -0.4 · Ras 0.6 · (Nas / W) -0.2 · [(Va-LS) / 2] 0.6
Formula 4: h′ma = f (hma / 2b) · hma
Formula 5: h′as = f (has / 2b) · has
Formula 6: f (X) = A 0 + A 1 · X + A 2 · X 2 + A 3 · X 3 +... + A n · X n
here,
M: Amount of paint applied per unit area of strip (after baking) [kg / m 2 ]
ρ: Coating film density [kg / m 3 ]
C: Concentration LS: Line speed [m / s]
Va: Applicator roll peripheral speed [m / s]
Vm: Mitaroll peripheral speed [m / s]
hma: Distance between the meter roll and applicator roll [m]
has: distance between the applicator roll and the belt [m]
α: partition coefficient [= 0.87 (Newtonian fluid), = 0.99 (non-Newtonian fluid)]
β: partition coefficient [= 1.65 (Newtonian fluid), = 1.54 (non-Newtonian fluid)]
λ: leak coefficient [= 0.63 (Newtonian fluid), = 0.69 (non-Newtonian fluid)]
μ: Paint viscosity [N · s / m 2 ]
Ema: Equivalent longitudinal elastic modulus [N / m 2 , 2 / Ema = (1−ν m 2 ) / Em + (1−ν a 2 ) / Ea]
Rma: Applicator roll / Metaroll equivalent radius of curvature [m]
Nma: Load between applicator roll / meter roll (hereinafter referred to as total nip load) [N]
Nas: Applicator roll / band-to-band load (hereinafter referred to as total touch load) [N]
L: Applicator roll / meter roll surface length [m]
Eas: Equivalent longitudinal elastic modulus [N / m 2 , 2 / Eas = (1−ν a 2 ) / Ea + (1−ν s 2 ) / Es]
Ras: Applicator roll / band-like body equivalent radius of curvature [m]
W: Band width [m]
ν m : Poisson's ratio Em of the meter roll material Em: Longitudinal elastic modulus of the meter roll material [N / m 2 ]
ν a : Poisson's ratio of applicator roll rubber material Ea: Longitudinal elastic modulus of applicator roll rubber material [N / m 2 ]
ν s : Poisson's ratio of the belt-like body Es: Longitudinal elastic modulus [N / m 2 ] of the belt-like body
請求項1において、上記式1〜式6を用いて上記塗装条件を算出するに当たっては、Vm及びNma以外の値に初期固定値を入力することを前提として、Vm及びNmaの値を順次変更しながらMの値を算出し、Mの値が目標膜厚M0の公差内となるVmとNmaの適正組合せを求める適正組合せ選出ステップと、
上記適正組合せの中から、最大のNmaを含む最適組合せを選択し、当該Vm及びNmaを含む条件を上記塗装条件とする条件決定ステップとを含むことを特徴とするロールコータの塗装膜厚の制御方法。
In claim 1, in calculating the coating conditions using the above equations 1 to 6, the values of Vm and Nma are sequentially changed on the assumption that an initial fixed value is input to a value other than Vm and Nma. Calculating a value of M, and selecting an appropriate combination for obtaining an appropriate combination of Vm and Nma in which the value of M is within the tolerance of the target film thickness M 0 ;
A coating film thickness control for a roll coater, comprising: selecting an optimum combination including the maximum Nma from the appropriate combinations, and a condition determining step using the conditions including the Vm and Nma as the coating conditions. Method.
請求項2において、上記条件決定ステップでは、上記適正組合せの条件を基にしてVm及びNmaを横軸及び縦軸にとった曲線を求め、該曲線とVmの適正範囲及びNmaの適正範囲の関係から上記塗装条件を決定することを特徴とするロールコータの塗装膜厚の制御方法。   3. The condition determining step according to claim 2, wherein a curve having Vm and Nma on the horizontal and vertical axes is obtained based on the conditions of the appropriate combination, and the relationship between the curve and the appropriate range of Vm and the appropriate range of Nma. A coating film thickness control method for a roll coater, characterized in that the coating conditions are determined from: 請求項1〜3のいずれか1項において、上記ミータロールとしてその表面に、ます目対角0.2〜1.0mm、深さ50〜500μmの四角錐又は四角錐台状の凹みを設けたメッシュロールを用いる場合においては、上記凹み部の1m2あたりの容積をVcc〔m3/m2〕として、
上記モデル式1におけるhma・(Va+Vm)/2を、
hma・(Va+Vm)/2+〔1−kd・exp(kc・P)〕・Vcc・Vm(ここで、Pは、単位幅当たりの面圧;P=Nma/L[N/m]、また、kc、kdは係数)に置き換えることを特徴とするロールコータの塗装膜厚の制御方法。
The mesh according to any one of claims 1 to 3, wherein the metha roll is provided with a square pyramid or square pyramid-shaped depression having a diagonal of 0.2 to 1.0 mm and a depth of 50 to 500 µm on the surface thereof. In the case of using a roll, the volume per 1 m 2 of the dent is Vcc [m 3 / m 2 ],
Hma · (Va + Vm) / 2 in the model formula 1 above,
hma · (Va + Vm) / 2 + [1-kd · exp (kc · P)] · Vcc · Vm (where P is the surface pressure per unit width; P = Nma / L [N / m], A method of controlling the coating film thickness of a roll coater, wherein kc and kd are replaced with coefficients).
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