JP2880499B1 - 塗料コントロールシステム - Google Patents

塗料コントロールシステム

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JP2880499B1
JP2880499B1 JP10631898A JP10631898A JP2880499B1 JP 2880499 B1 JP2880499 B1 JP 2880499B1 JP 10631898 A JP10631898 A JP 10631898A JP 10631898 A JP10631898 A JP 10631898A JP 2880499 B1 JP2880499 B1 JP 2880499B1
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Abstract

【要約】 【課題】 塗料の粘度を一定にすることにより塗装品質
が向上し安定した塗装を行うことを可能とした塗料コン
トロールシステムを提供すること。 【解決手段】 塗料タンク6からロールコータ部1に余
剰に供給された塗料Rを回収して一時的にためる回収タ
ンクTを設けて、回収タンクTから塗料Rを塗料タンク
6に戻す回収ポンプP2の流量を塗料タンク6内の塗料
Rの温度に基づいて制御することにより塗料タンク6内
の塗料Rの温度、従って、塗料Rの粘度を一定に制御す
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、建築板等の塗装工
程における塗料の粘度を管理する塗料コントロールシス
テムに関する。
【0002】
【従来の技術】ロールコータ法による建築板の塗装で
は、図11に示すように、ドクターローラ100と、コ
ーティングローラ101が圧接することによって、形成
される凹部を塗料溜め102として、この部分にダイヤ
フラムポンプ103によってポンプアップされた塗料を
供給する。そして、被塗装物である建築板Pを該コーテ
ィングローラ101とバックアップローラ104との間
を通過させることによって、塗装が行われる。その際、
塗料溜め102の両側からは、余剰に供給された塗料が
あふれるので、それを下方より受けて塗料タンクTに回
収し、そこで撹拌混合された回収塗料は、ただちに再利
用されるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、塗料がロー
ルコータ部に供給された後、塗料タンクTに回収される
に至るまでは、通常の場合、塗料が流れる通路は大気中
に開放された状態となっている。このため、塗料中の有
機溶剤(揮発成分)はどんどん周辺に離散していく。ま
た、塗装作業を行う塗装ブースについては、作業環境を
向上させるために常に換気を行っており、塗料中の揮発
成分はどんどん塗装ブースの外へと排気されていく。更
には、建築板Pは事前に加温されて供給されてくるた
め、板からの伝熱作用も、揮発成分の離散傾向を助長し
ている。
【0004】このため、従来より、作業者は、頻繁に
(例えば15〜30分おきに)塗料タンクT内の塗料粘
度の測定を行い、測定結果が粘度管理範囲を越えた場合
には、シンナーを加えることにより粘度を低下させてい
る。その際、塗料粘度測定にあたって、通常、粘度カッ
プが使用されるケースが多い。この測定方法は、装置と
しては簡便である利点を有するが、反面、人手を介在さ
せるため効率が良くなく、測定面で個人差があり、測定
値の正確性という点でも問題が残る。
【0005】したがって、色柄の発現に対して塗料粘度
が大きくかかわりあうような場合に、塗料の良否判断と
して、粘度カップによる方法を採用することは適当では
ない。また粘度が上がった場合に加えるシンナーの量に
ついても、現在のところ、経験的に割り出したおおよそ
の量を添加してみて、しばらくの間、塗料を循環させた
後、粘度測定を行うことで添加したシンナーの効果を確
認している。
【0006】すなわち、塗料タンクT内に残存する塗料
の量は、把握できなくはないが、塗料供給配管内やロー
ルコータ部分そして回収部において、果たしてどれくら
いの塗料が存在しているかを正確に把握することは難し
い。加えて季節要因等によって塗料の液温が変われば、
当然に離散する揮発成分の量が変化することもあって、
塗料タンクTに添加すべきシンナーについての最適量を
知ることは、困難である。
【0007】本発明は、かかる現状に鑑みてなされたも
のであり、特に、ロールコータ法において使用される塗
料の粘度を管理コントロールすることで、塗装品質が向
上し安定した塗装を行うことを可能とした塗料コントロ
ールシステムを提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の塗料コントロー
ルシステムは、塗料を蓄える塗料タンクと、前記塗料を
前記塗料タンクから塗装作業を行う塗装ブースに供給す
る塗料供給手段と、該塗料供給手段によって余剰に供給
された前記塗料を前記塗料タンクに回収する塗料回収手
段と、を備えるものであって、前記塗料タンク内の前記
塗料の温度を測定する第1温度計を備え、前記塗料回収
手段は、塗料を一時的にためる回収タンクと、該回収タ
ンクから塗料を前記塗料タンクに戻す量を制御する回収
ポンプと、を備え、第1温度計により測定される温度に
基づいて前記回収ポンプが前記塗料を戻す量を制御する
ものである。
【0009】また、前記回収ポンプ内の前記塗料の温度
を測定する第2温度計を備え、第2温度計により測定さ
れる温度に基づいて前記回収ポンプが前記塗料を戻す量
を制御するものであるので、塗料タンク内の塗料を所定
の粘度にする所定の温度に正確に制御することができ
る。さらに、前記塗料タンクは、供給する水の温度又は
量を制御する温水コントローラによってその温度が制御
されるものであることで、塗料タンク内の塗料を安全速
やかに、しかも安価な装置により温度調整することがで
きる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を図面を参照しながら詳細に説明する。本発明では、
塗装品質に大きな影響を及ぼす塗料Rの粘度を決定する
大きな要因が温度であることを踏まえて、図1に示すよ
うに積極的に塗料Rを加熱してその温度制御を行うこと
により、塗料Rの粘度を調整するものである。本発明の
塗料コントロールシステムでは、ロールコータ部1はド
クターローラ2と、コーティングローラ3とが圧接する
ことによって、形成される凹部を塗料溜め4として、こ
の部分にポンプアップされた塗料Rを供給する。そし
て、被塗装物である建築板P(図示を省略)をこのコー
ティングローラ3とバックアップローラ5間を通過させ
ることによって、塗装が行われる。その際、塗料溜め4
の両側からは、余剰に供給された塗料Rがあふれるの
で、それを下方の回収タンクTに受けて回収し、そこで
この塗料RをモータM1によって撹拌混合し、回収塗料
Rを再利用するようになっている。
【0011】塗料Rは、この回収タンクTから電磁弁E
及び、流量を正確に制御できるように設計された定量ポ
ンプである回収ポンプP2を介して塗料タンク6に戻る
ようにする。回収ポンプP2としては、ベーンポンプ等
を使用することが好ましい。塗料タンク6の上方には、
塗料Rを希釈して粘度を下げるためのシンナーを収容す
るシンナータンク7が備えられ、内部に収容されたシン
ナーが電磁弁Gを介して塗料タンク6に流れるようにな
っている。
【0012】また、塗料タンク6内の塗料Rは、モータ
M2で撹拌混合されるようになっている。さらにこの塗
料タンク6には塗料Rを逆止め弁13を介してロールコ
ータ部1に搬送するための塗料ポンプP1が設けられ、
この塗料ポンプP1によって塗料Rを送る際、過剰に送
られた塗料Rはリリーフ弁Jによって塗料タンク6に返
すようになっている。塗料Rは、熱交換器10を経て塗
料溜め4に送られる。熱交換器10は、#3温度計46
によって測定された塗料Rの温度に応じてヒータコント
ローラ9によって制御されて、塗料溜め4に送られる塗
料Rの温度を制御する。熱交換機10へと送られる塗料
Rの一部は電磁弁Fを介して粘度計8(例えば、デジタ
ル式のビスメトロン粘度計を使用する。)に取り込まれ
て、粘度が測定され、塗料タンク6に戻される。塗料ポ
ンプP1と塗料タンク6との間には電磁弁Aが設けられ
ている。
【0013】塗料タンク6には内部の塗料Rを加熱する
温水コントローラ12が設けられており、温水は、温水
コントローラ12と塗料タンク6の外側に設けられた温
水溝17との間を循環するようになっている。図2及び
図3は、ロールコータ部1をさらに詳細に示した上面概
略図及び斜視図である。
【0014】図2を参照すると、熱交換器10を出た塗
料Rは、保温材で被覆された塗料供給ヘッダ14から電
磁弁Dを介して塗料溜め4に送られるようになってい
る。回収タンクTへの戻り配管15と、塗料Rを系外に
排出する排出管16には、電磁弁C、電磁弁Bがそれぞ
れ設けられている。図3に示すようにロールコータ部1
にはロールコータ部1を外部温度と遮断するためにカバ
ー17Aが設けられている。図2と同一の部分には同一
の符号を付けて説明を省略する。
【0015】図4は図1で説明した塗料タンク6の斜視
図であって外層19が省略された図面であり、塗料タン
ク6は、前述のようにその周囲に温水で満たされる温水
溝17が設けられている。この温水溝17は円筒形状を
しており、その底部6Bは、三角錐形状を有している。
この三角錐形状の底部6Bには塗料タンク6の塗料Rが
通る供給口18が設けられている。温水溝17の周囲を
外層19(省略)が包囲しており、この外層19は、例
えばウレタンフォームやグラスウールなどの保温材で形
成されている。
【0016】一方温水溝17の上部には、この温水溝1
7に温水を供給する温水供給管20が設けられており、
この温水供給管20から送られた温水が所定の高さを越
えるとこの余分な温水は、温水貯蔵室21に戻るように
なっている。この温水貯蔵室21の底部21Bに開口部
が設けられ、その部分に温水戻り管22が設けられ、温
水が温水コントローラ12に戻るようになっている。
【0017】つぎに、図5に塗料コントロールシステム
の機能構成を示すブロック図を示す。粘度計8によって
得られた粘度信号はメインコントローラ31によって受
信される。メインコントローラ31は、塗料タンク6内
の塗料Rの温度を測定しそれをメインコントローラ31
に送る#1温度計44を備えており、また、この#1温
度計44の温度を基にして温水コントローラ12によっ
て塗料タンク6の温水の温度を調整する。さらに、#3
温度計46によって測定される、塗料溜め4に供給され
る塗料Rの温度もメインコントローラ31に送られ、こ
の温度を基にして、ヒータコントローラ9によってその
塗料溜め4に供給される塗料Rの温度を調整する。ヒー
タコントローラ9は、ヒューズ35を介して電源33に
接続されるヒータ34に供給される電力をソリッドステ
ート型リレー36によって制御して温度を調整するよう
になっている。一方、メインコントローラ31は、#2
温度計45によって回収タンクT内の塗料Rの温度を検
出し、液面計H(例えば、超音波式のものを使用す
る。)によって回収タンクT内の液面の水準データを収
集する。また、#1駆動回路37によって塗料ポンプP
1を、#2駆動回路38によって回収ポンプP2を、そ
れぞれ駆動する。また、メインコントローラ31は、ダ
ーリントン回路群49によって電磁弁A〜G50を制御
するようになっている。さらにメインコントローラ31
は、通常のコンピュータと同様にキーボード39、ディ
スプレイ40、メモリ41が接続され、タイマ42を備
えている。もし処理の結果に異常があれば、異常ランプ
群43で処理結果に関する異常をユーザに知らせる。#
1温度計44、#2温度計45、#3温度計46で液温
を測定するには、安価で温度に対する感度が良好なサー
ミスタを使用することが好ましい。
【0018】つぎに、図6を用いて、メインコントロー
ラ31の制御フローを説明する。まず、システム電源が
オンか否かを判断し(S1)、NOであればシステム電
源がONするまで待機し、YESであれば、ヒータコン
トローラ9と温水コントローラ12との通信設定並びに
各機器の設定をも含む初期設定を行う(S2)。ステッ
プS3においてダーリントン回路群49によって電磁弁
A〜Gを閉鎖する。ステップS4において、温水コント
ローラ12に塗料タンク6内の液温調整を指示すること
により、塗料Rを加熱していく。ステップS5において
液温が管理範囲内か否かを判断する。NOであれば、液
温が管理範囲内になるまで待機し、YESであれば、電
磁弁A(図1),電磁弁B(図2)を開き(S6)、供
給配管内の残留液を排出管16から系外へ排出するた
め、塗料ポンプP1をオンし(S7)、直ちにタイマ4
2をセットしてスタートする(S8)。ステップS9に
おいて所定時間(供給配管内の残留液が、系外へ排出さ
れ、使用すべき塗料Rと入れ替わるに十分な時間として
設定される時間である。)を経過したか否かを判断し、
NOであれば所定時間が経過するまで待機し、YESで
あれば、電磁弁Bを閉じて電磁弁C(図2)を開き、戻
り配管15を介して回収タンクTへ加温塗料Rを圧送す
る。つぎに、タイマ42をリセットする(S11)。ス
テップS12で回収タンクTの液面が中間の所定の位置
に達したかどうかを判断し、NOであれば液面が中間の
所定の位置に達するまで待機し、YESであれば電磁弁
D(図2)を開いて電磁弁Cを閉じる(S13)。つぎ
に、ステップS14において、#2温度計45で回収タ
ンクT内の液温を測定する。ステップS15において温
水コントローラ12に温調補正制御を指示する。この場
合事前に塗料タンク6内液温の補正コントロールを開始
する。この補正コントロールは以下に詳細に説明する。
ステップS16において液面計Hによって回収タンクT
内の液面が上限の設定位置に達したかどうかを判断す
る。NOであれば液面が上限に達するまで待機する。Y
ESであれば、ステップS17に進み、電磁弁E(図
1)を開き、回収ポンプP2をオンして(S18)、回
収塗料Rの戻しを開始する。このとき、回収タンクTを
液温調整のためのバッファとする。
【0019】ステップS19においてタイマ42をセッ
トし、スタートする。ステップS20において、所定時
間を経過したか否かを判断する。NOであれば、所定時
間が経過し、回収塗料Rの戻しが安定するするまで待機
する。YESであれば、#1温度計44で液温が管理範
囲内か否かを判断し(S21)、NOであれば液温が管
理範囲内になるまで待機する。YESであればタイマ4
2をリセットし(S22)、ステップS23でタイマ4
2をセットして再びスタートし、ステップS24で所定
時間(例えば、1ロットの加工の所要時間を所定数で分
割した時間として設定する。)を経過したか否かを判断
する。NOであれば、所定時間を経過するまで待機し、
YESであれば、電磁弁F(図1)を開閉して、粘度計
8の測定カップ内にテスト液を満たす(S25)。ステ
ップS26でタイマ42をリセットする。ステップS2
7で粘度計8で塗料Rの粘度を測定する。つぎに、図7
に移って、粘度が管理上限値を越えているか否かを判断
し(S28)、越えていれば、異常表示ランプ43を点
灯する(S29)とともに、ステップS30において、
電磁弁G(図1)を、メモリ41に記憶した所定のプロ
グラムに従って開閉制御し粘度を調整する。シンナーの
添加において、シンナーを入れ過ぎた場合に、大きな粘
度低下を引き起こすおそれがある他、塗料Rの塗布適性
も変化する。そのためシンナーはタンクから自重で落下
するようにし、滴下量はバルブの開閉回数によって制御
するものとする。具体的には、予め粘度、希釈テストを
行い、粘度管理範囲からのずれに応じて2、3の制御パ
ターンを容易しておく。例えば、少しずつ滴下していく
場合や、最初に概算量の80%を短時間内に滴下し、残
りの20%を少しずつ滴下していくというバルブ開閉パ
ターンに従って滴下してもよい。つぎに、ステップS3
1において、粘度は管理範囲内か否かを判断する。NO
であれば、ステップS30に戻り、粘度を再び調整し、
YESであれば、異常表示ランプ43を消灯する(S3
2)。つぎに、ステップS33において、システムの運
転を停止するかどうかを判断し(S33)、NOであれ
ばステップS23に戻り、YESであれば、システム運
転を停止し(S34)、粘度調整処理を終了する。
【0020】ステップS28でNOである場合には、ス
テップS35で粘度は管理範囲内か否かを判断し、NO
であり、粘度が低い場合には、ステップS36で異常表
示ランプ43を点灯するとともに、ステップS37にお
いて、ヒータコントローラ9と温水コントローラ12に
異常対応処理を指示する。この場合には、塗料Rの温度
を下げて対応する。したがって、ヒータコントローラ9
ではヒータ34への電源供給を停止し、また、温水コン
トローラ12では、粘度管理範囲に戻すために計算量の
水を送水する。
【0021】ステップS38においては、異常対応処理
完了かどうかを判断する。NOであれば、ステップS3
8に戻り、YESであれば、ステップS25に戻る。ス
テップS35でYESと判断された場合、ステップS3
9ではシステムの運転を停止するかどうかを判断する。
NOであれば、ステップS23に戻る。YESであれば
システム運転停止処理をして処理フローを終了する(S
40)。以上が温調補正制御のメインフローの説明であ
る。
【0022】図8は、時間の経過に伴う塗料タンク6内
の残液量変化を示すグラフである。最初、塗料タンク6
内の液量がV0[l]であって、塗料ポンプP1の吐出
量がQ1[l/sec]でt=0に運転を開始するとする
と、t=t1での液量は、V0−Q1t1[l]となり、こ
のt=t1から回収塗料Rの追加が開始され、回収ポン
プP2の吐出量がQ2[l/sec]であるとすると、t=
tnでの液量は、V0−Q1tn+Q2(tn−t1)[l]と
なる。そして、塗料Rの追加が開始されてからの期間で
あるtiの時点では、V0−Q1t1−Q1ti+Q2ti
[l]となる。
【0023】図9は各部における温度変化を示すグラフ
である。塗料タンク6の出口TIでの温度をT0とし、
その後供給配管部にて放熱が開始され、熱交換器10入
口位置EIでヒータ34による加熱が行われ、熱交換器
10出口位置EOで温度T2に達する。塗料供給ヘッダ
14出口位置HOでもほぼこの温度T2で推移し、回収
タンクTに入って放熱される。塗料供給ヘッダ14出口
位置HOから回収タンクTに到る経路には、戻り配管1
5を介するものと、塗料溜め4からあふれた塗料Rを回
収するものとがある。この回収タンクT内に塗料Rがあ
る程度溜められた時点で温水コントローラ12の温度補
正制御を開始しておく。回収タンクT出口位置TOから
温度T3の回収塗料Rが添加開始される。
【0024】図10によって温水コントローラ12等に
よる温調補正制御をさらに詳細に説明する。回収塗料R
が加えられる前の塗料タンク6内の液温をTA、回収塗
料Rがti秒加えられた後の液温をTi、回収塗料Rの液
温をTBとすると、温度TAで液量(V0−Q1t1−Q1t
i)の塗料Rと、温度TBで液量Q2tiの回収塗料Rが混
合されて、液温度がTiになったと考えられるので、
【0025】
【数1】
【0026】が成立する。すわなち、Tiは、TA、T
B、Q1、Q2及びtiに依存する。ここで、塗料ポンプP
1の吐出量Q1は建築板Pの搬送速度に依存し、回収塗
料Rの温度TBは塗装する塗料Rの温度に依存してい
て、いずれもTiの温度制御のためには変化させたくな
い。そして、塗料タンク6内の液温TAは、その液量が
多いために均一に急激に変化させることは困難である。
そこで、本実施の形態は回収タンクTを設け、#1温度
計44によって測定される塗料タンク6内の塗料Rの温
度Tiに基づいてパラメータQ2又はtiを調整すること
によりTiを制御して、塗料Rの粘度を制御するもので
ある。パラメータQ2又はtiの調整は具体的には回収ポ
ンプP2の吐出量Q2又は吐出時間tiを制御することに
なる。
【0027】また、温水コントローラ12が温水溝17
に加える水温と水量を制御することによってもTiの温
調補正制御を行うことができるので、これを併用する。
実際には、熱交換効率の面から時間tiでは目的の温調
が達成できないことがあるので、回収塗料Rの添加を開
始する前から制御を開始し、#1温度計44により液温
度が液温管理範囲に入ったことを確認してから定常の制
御に移行する。
【0028】以上のとおり、本実施の形態では、回収ポ
ンプP2の制御及び温水コントローラ12による制御を
併用するものであるので、確実に塗料タンク6内の塗料
Rの温度を一定に制御してその粘度を一定に制御するこ
とができるものである。また、#1温度計44によって
測定する塗料タンク6内の温度、及び、#2温度計45
によって測定する回収タンクT内の温度に基づいて制御
するものであるので、塗料Rを所定の粘度にする所定の
温度に正確に制御することができる。
【0029】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではない。温水コントローラ12の代わりに他の
温度制御装置を用いてもよい。回収タンクT内の塗料R
の温度がほぼ一定である場合には、#2温度計45は必
ずしも必要ではない。被塗装物は建築板以外のものであ
っても、例えば家具板等何でもよい。
【0030】
【発明の効果】したがって、本発明によれば、回収した
塗料を一時的にためる回収タンクを設け、塗料タンク内
の温度に基づいて塗料タンクに戻す塗料の量を制御する
ので、塗料タンク内の温度を正確に制御することができ
て、その結果、塗料の粘度を正確に制御することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の塗料コントロールシス
テムの構成を示す概略構成図。
【図2】ロールコータ部の上面概略図。
【図3】ロールコータ部の斜視図。
【図4】塗料タンクの斜視図。
【図5】本発明の一実施の形態の塗料コントロールシス
テムのブロック図。
【図6】メインコントローラの制御動作を示すフロー図
(その1)。
【図7】メインコントローラの制御動作を示すフロー図
(その2)。
【図8】塗料タンク内の残液量変化を示すグラフ。
【図9】本発明の一実施の形態の塗料コントロールシス
テムの各部における温度変化を示すグラフ。
【図10】温水コントローラによる温調補正制御の説明
図。
【図11】従来技術のロールコータの斜視図。
【符号の説明】
1 ロールコータ部 2 ドクターローラ 3 コーティングローラ 4 塗料溜め 5 バックアップローラ 6 塗料タンク 7 シンナータンク 8 粘度計 9 ヒータコントローラ 10 熱交換器 12 温水コントローラ 13 逆止め弁 14 塗料供給ヘッダ 15 戻り配管 16 排出管 17 温水溝 18 供給口 19 外層 20 温水供給管 21 温水貯蔵室 22 温水戻り管 31 メインコントローラ 33 電源 34 ヒータ 35 ヒューズ 36 ソリッドステート型リレー 39 キーボード 40 ディスプレイ 41 メモリ 42 タイマ A〜G 電磁弁 H 液面計 P1 塗料ポンプ P2 回収ポンプ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B05C 7/00 - 21/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塗料を蓄える塗料タンクと、前記塗料を
    前記塗料タンクから塗装作業を行う塗装ブースに供給す
    る塗料供給手段と、該塗料供給手段によって余剰に供給
    された前記塗料を前記塗料タンクに回収する塗料回収手
    段と、を備える塗料コントロールシステムにおいて、 前記塗料タンク内の前記塗料の温度を測定する第1温度
    計を備え、前記塗料回収手段は、塗料を一時的にためる
    回収タンクと、該回収タンクから塗料を前記塗料タンク
    に戻す量を制御する回収ポンプと、を備え、第1温度計
    により測定される温度に基づいて前記回収ポンプが前記
    塗料を戻す量を制御するものであることを特徴とする塗
    料コントロールシステム。
  2. 【請求項2】 前記回収ポンプ内の前記塗料の温度を測
    定する第2温度計を備え、第2温度計により測定される
    温度に基づいて前記回収ポンプが前記塗料を戻す量を制
    御するものであることを特徴とする請求項1記載の塗料
    コントロールシステム。
  3. 【請求項3】 前記塗料タンクは、供給する水の温度又
    は量を制御する温水コントローラによってその温度が制
    御されるものであることを特徴とする請求項1又は2記
    載の塗料コントロールシステム。
JP10631898A 1998-04-16 1998-04-16 塗料コントロールシステム Expired - Lifetime JP2880499B1 (ja)

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