JP3327351B2 - ガスワイピングによる塗装膜厚調整方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスワイピングによる
塗装膜厚調整方法、特に連続的に過剰の塗料を塗布した
走行ストリップの表面の塗料付着量をワイピングノズル
によるガスの噴射によって調整するガスワイピングによ
る塗装膜厚調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】走行ストリップに連続的に塗装を行う場
合の塗装膜厚の調整方法としては、塗料の供給量を制御
する方法と、一旦過剰の塗料を塗布した後でその過剰分
を除去する方法とがある。後者に適用される塗料除去手
段としては、リンガロール等の固体を接触させる方法
と、高圧ガスで払拭する方法である、いわゆるガスワイ
ピング方法とが広く採用されている。

【０００３】上記連続塗装においては、ストリップに対
する塗料の付着量を目標の値となるように正確に調整す
ることが極めて重要である。

【０００４】このような連続塗装ラインでの塗料付着量
の調整は、塗装後の製品の用途の多様性、耐蝕性、コス
ト等の点から多くの種類に細分化されている。従って、
品種を切替えるときは勿論のこと、目標付着量を変更す
るときにも、ノズル噴射圧Ｐ、ノズル−ストリップ間隔
Ｄ、塗料塗布位置からのワイピングノズル高さＨ、ワイ
ピングノズルのスリット厚さＢ、ストリップ移動速度Ｖ
を適切、且つ迅速に変更・設定する必要がある。

【０００５】溶融メッキに関する技術であるが、ガスワ
イピングによる付着量調整方法としては、例えば、特開
昭５４−１４９３３１、特公昭５６−１２３１６、特開
平１−９２３２４に開示されているものが知られてい
る。

【０００６】特開昭５４−１４９３３１では、ストリッ
プ表面での気体圧力を、浸漬浴面からの距離の関数とし
てとらえ、該関数を充足するようにノズル高さ、ノズル
−ストリップ間隔、気体の噴射圧力を調整するようにし
ており、又、特公昭５６−１２３１６では、気体噴射圧
力がノズルの間隔、高さ、角度、ラインスピード、メッ
キ付着量の関数で表わされることを利用してメッキ付着
量を調整しており、更に、特開平１−９２３２４では、
ノズル直上部のメッキ付着量をフィードバック制御する
際に、ワイピング圧力と付着量の関係式、及び、ノズル
間隔と付着量との関係式を用いてメッキ付着量を調整し
ている。

【０００７】従来は、上記公報に開示されているよう
に、ワイピングノズルの噴射圧Ｐ、ノズル−ストリップ
間隔Ｄ、ストリップ速度Ｖ、塗料付着量Ｗ等に基づいて
フィードバック制御する方法や、塗料付着量Ｗと操業因
子との関係式によりフィードフォワード制御する方法が
一般に実施されている。

【０００８】一般に、フィードフォワード制御又はフィ
ードバック制御を行う際には、連続的に移動するストリ
ップに対する塗料の付着量を調整するために、目標付着
量に応じてワイピングノズルの噴射圧Ｐやノズル−スト
リップ間隔Ｄを塗料付着量Ｗと操業因子との関係式に基
づいて決定している。従って、塗料付着量を正確に調整
するためには、制御に使用する上記関係式が、操業範囲
全体に亘って塗料のワイピング現象を正しく且つ精度良
く表現できていることが重要となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報等に開示されている従来のガスワイピングによる被膜
厚調整方法で使用されている関係式は各因子の相関関係
を実験的に求めた実験式であり、同一の関係式が操業範
囲を考慮することなく一律に適用されている。

【００１０】従って、関係式から求められる付着量の計
算値と実績値との間に誤差が存在し、操業範囲（操業因
子を変化させる範囲）が広くなるほどその誤差が大きく
なり、実際の塗料付着量が目標値を外れる製品の量が多
くなる。

【００１１】このように関係式の精度に起因して塗料付
着量が目標値から外れることは、フィードフォワード制
御では勿論のこと、フィードバック制御においても、定
常的な偏差となって現われるため、精度の高い塗料付着
量の調整はできないという問題がある。

【００１２】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、品種切換えあるいはストリップの形
状等の要因により操業因子を変更させる場合、その変更
条件に応じて塗料付着量を目標値に制御できる、付着量
と操業因子との適切な関係式を設定し、該関係式に基づ
き塗料付着量を正確に調整することができるガスワイピ
ングによる塗装膜厚調整方法を提供することを課題とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、連続塗布装置
の下流側にワイピングノズルを配置し、該連続塗布装置
を通過させたストリップに上記ワイピングノズルからガ
スを吹き付けて該ストリップに対する塗料の付着量を調
整するに際し、ワイピングノズルのスリット厚さＢと、
該ノズルからストリップ迄の間隔Ｄとの関係が、定数Ｃ
に関して、 （i）Ｄ／Ｂ≦Ｃの場合は、スリット厚さＢが含まれな
い付着量関係式 Ｗ＝ｈ ₁ ×ρ _M ×Ｄ ^1/2 ×[μ×Ｖ/（ρ _A ×ｖ ₀ ² ）] ^1/2 により、 （ii）Ｄ／Ｂ＞Ｃの場合は、スリット厚さＢが含まれる
付着量関係式 Ｗ＝ｈ ₂ ×ρ _M ×（Ｄ／Ｂ ^1/2 ）×[μ×Ｖ/（ρ _A ×ｖ ₀ ² ）] ^1/2 （ここで、ｈ ₁ 、ｈ ₂ ：定数、ρ _M ：塗料密度、μ：塗料
粘度、Ｖ：ストリップ速度、ρ _A ：ノズル出口のガス密
度、ｖ ₀ ：ノズル出口の一様流速） により、それぞれ ストリップに対する塗料の付着量を調
整することにより、前記課題を解決したものである。

【００１４】本発明は、又、連続塗布装置の下流側にワ
イピングノズルを配置し、該連続塗布装置を通過させた
ストリップに上記ワイピングノズルからガスを吹き付け
て該ストリップに対する塗料の付着量を調整するに際
し、ワイピングノズルのスリット厚さＢと、該ノズルか
らストリップ迄の間隔Ｄとの関係が、定数Ｃに関して、
（i）Ｄ／Ｂ≦Ｃの場合は、スリット厚さＢが含まれな
い付着量関係式 Ｗ＝ｈ ₁ ×ρ _M ×（Ｋ−1）/（２×η×Ｋ×Ｐ _A ）] ^1/2 ×Ｄ ^1/2 ×[μ×Ｖ/[（Ｐ/Ｐ _A ） ^(k-1)/K −1]] ^1/2 に より、 （ii）Ｄ／Ｂ＞Ｃの場合は、スリット厚さＢが含まれる
付着量関係式 Ｗ＝ｈ ₂ ×ρ _M ×[（Ｋ−1）/（２×η×Ｋ×Ｐ _A ）] ^1/2 ×（Ｄ/Ｂ ^1/2 ） ×[μ×Ｖ/[（Ｐ/Ｐ _A ） ^(k-1)/K −1]] ^1/2 （ここで、ｈ ₁ 、ｈ ₂ ：定数、ρ _M ：塗料密度、μ：塗料
粘度、Ｖ：ストリップ速度、ρ _A ：ノズル出口のガス密
度、Ｋ：気体の比熱比、η：ノズル効率、Ｐ：ガスの動
圧、Ｐ _A ：ノズル出口のガス圧力） に より、それぞれストリップに対する塗料の付着量を調
整することにより、同様に前記課題を解決したものであ
る。

【００１５】本発明は、更に、前記ガスワイピングによ
る塗装膜厚調整方法において、ワイピングノズルのスリ
ット厚さＢ及びノズル−スリット間隔Ｄの少なくとも一
方を制御してＤ／Ｂ≦Ｃの関係を維持しながら、付着量
関係式に基づいてストリップに対する塗料の付着量を調
整することにより、一層確実に前記課題を解決したもの
である。

【００１６】

【作用】本発明は、本発明者等が種々検討することによ
って得られた以下に詳述する知見に基づいてなされたも
のである。

【００１７】第１の知見は、ガスによる塗料のワイピン
グ現象を理論的に解析した結果、ワイピングノズルから
のガス噴流の特性に起因して、ワイピングノズルのスリ
ット厚さＢと、ノズル−ストリップ間隔Ｄとの相対的関
係を次の２つの場合に分け、それぞれの場合において塗
料付着量と操業因子との関係式を区別して考えることが
重要であるということである。

【００１８】（i ）Ｄ／Ｂ≦Ｃ （ii）Ｄ／Ｂ＞Ｃ

【００１９】ここで、Ｃは、後述するワイピングノズル
からのガス噴流における展開領域と完全発達領域の境界
を規定する定数に相当し、実際には、ワイピングガスの
種類、ワイピングガスの温度、ノズル形状等により決ま
る定数で、実験的に求められるものであるが、通常５〜
９程度の値が用いられる。

【００２０】以下、図３〜図５を用いて上記理論的解析
について詳述する。

【００２１】図３に示すように、連続塗布装置１０に収
容されている塗料からなる浸漬浴１２に浸漬・通過させ
た後、上方に引上げられるストリップＳに対し、浸漬浴
１２からの高さＨの位置でワイピングノズル１４により
該ストリップＳの表面に厚く過剰に付着した塗料に噴射
圧Ｐで噴射して余分な塗料をワイピングする場合を考え
る。

【００２２】図４は、上記ワイピングノズル１４の配置
位置における塗料のワイピング状態を模式的に表わした
ものであり、この図に示されるように、浸漬浴１２から
引上げられたストリップＳに対してワイピングノズル１
４から圧力Ｐでガス噴流Ｆが吹き付けられている場合の
該ストリップＳに付着している塗料の流動状態は、流体
力学における運動方程式及び連続の式を用いると、同図
の座標系においては、次の（１）、（２）式で表わすこ
とができる。

【００２３】

【数１】

【００２４】ここで μ；塗料粘度
ρ_M ；塗料密度 u ；塗料の速度分布 g ；重力加速度 Ｐ；塗料表面に作用するガス圧力 t ；最終の塗料付着量 Ｖ；ストリップ速度 x 、y ；座
標 δ；x 位置における塗料の厚さ

【００２５】上記（１）式を、y ＝０で u＝Ｖ、y ＝δ
で（ d′u ／ d′y ）＝０（ d′は偏微分を表わす）で
あるという境界条件の下で解き、且つ（２）式と連立さ
せることにより、ガス圧力の最大圧力勾配｜ dＰ／dx｜
_max における関係を求めると、次の（３）式を得る。な
お、（３）式における｜ ｜は絶対値を表わす（下記
（４）、（８）、（９）の各式においても同じ）。

【００２６】 t ＝｛（４／９）×μ×Ｖ／｜ dＰ／dx｜_max ｝^1/2 …（３）

【００２７】上記（３）式から塗料付着量Ｗは次の
（４）式で記述できる。

【００２８】 Ｗ＝ρ_M ×t ＝ρ_M ×｛（４／９）×μ×Ｖ／｜ dＰ／dx｜_max ｝^1/2 …（４）

【００２９】一方、２次元自由噴流理論によれば、図５
に示すように、ガス噴流Ｆの中心速度の減衰がないポテ
ンシャルコアとその両側の混合領域とからなる展開領
域、及び完全に発達した乱流となる完全発達領域の２つ
の領域に別けて考えることができる。上記各領域におけ
る速度分布は、次の（５）式及び（６）式でそれぞれ表
わされる。

【００３０】（i ）展開領域（Ｄ／Ｂ≦Ｃ）

【００３１】

【数２】

【００３２】（ii）完全発達領域（Ｄ／Ｂ＞Ｃ）

【００３３】 v ＝Ｃ₀ × v₀ ×（Ｂ／Ｄ）^1/2 ×sech² （σ₂ × x／Ｄ） …（６）

【００３４】ここで v ；噴流速度 v₀ ；ノズ
ル出口の一様流速 Ｄ；ノズルからの噴流中心線方向距離 Ｂ；ノズルスリット厚み σ₁ 、σ₂ 、Ｃ₀ ；定数

【００３５】又、ガスの動圧は、次の（７）式で表わさ
れる。ここで、ρ_A は、ノズル出口のガス密度である。

【００３６】 Ｐ＝（１／２）ρ_A ・ v² …（７）

【００３７】上記（７）式に、（５）式又は（６）式を
適用すると、最大圧力勾配は、次の（８）式又は（９）
式で表わせる。

【００３８】（i ）展開領域

【００３９】

【数３】

【００４０】（ii）完全発達領域

【００４１】

【数４】

【００４２】上記（８）、（９）式に含まれるガス噴流
速度 v₀ は、等エントロピー流れを仮定して求めること
ができる。

【００４３】エネルギー保存則から次の（１０）式が成
立ち、又、流れの速度が速く状態変化が短時間の内に起
り、その変化が断熱変化である、即ち等エントロピー変
化の場合には、次の（１１）式が成立つ。

【００４４】 v² ／２＋∫ dＰ／ρ＝const …（１０） Ｐ／ρ^k ＝const …（１１） k ：気体の比熱比（２原子分子でk ＝１．４）

【００４５】上記（１０）、（１１）式から等エントロ
ピー流れのエネルギー保存則は、次の（１２）式で記述
できる。ここで、Ｐ _A はノズル出口のガス圧力である。

【００４６】

【数５】

【００４７】この（１２）式で、ノズル内流速 vが０に
等しいとおき、（１１）式の関係を用いると次の（１
３）式が得られる。

【００４８】 v₀ ＝［｛２Ｋ／（Ｋ−１）｝×（Ｐ_A ／ρ_A ） ×｛（Ｐ／Ｐ_A ）^(K-1)/K −１｝］^1/2 …（１３）

【００４９】実際には、ノズル等によるエネルギー損失
があるため、ノズル効率ηを考慮して、次の（１４）式
で表わす。

【００５０】

【数６】

【００５１】次いで、上記（１４）式を、（８）式又は
（９）式に代入し、これらを更に（４）式に代入するこ
とによって塗料付着量と各制御因子との関係を表わす次
の（１５）、（１６）式が導出できる。

【００５２】

【数７】

【００５３】なお、上記（１５）、（１６）式におけ
る、展開領域と完全発達領域との境界点Ｃの値（７．４
８３）は一例であり、ここでは、ノズル特性定数Ｃ₀ 、
σ₁ 、σ₂ として文献値を用い、（１５）式＝（１６）
式とおいて上記Ｃを求めた。但し、このＣの値は、ガス
噴流の流速分布を実際に測定してこれらノズル特性定数
を決定して求めることが望ましい。

【００５４】上記（１５）式と（１６）式とを比較して
みると、因子のうちρ_M 、μ、Ｖ、Ｐについては同一の
影響度を示すが、ＤとＢについては両者で異なり、（i
）展開領域では、付着量ＷがＤ^1/2 に比例し、（ii）
完全発達領域では付着量ＷがＤ／Ｂ^1/2 に比例する。

【００５５】これにより、下記（Ａ）〜（Ｃ）が判る。

【００５６】（Ａ）展開領域では、ノズル−ストリップ
間隔Ｄの影響度が小さくなる。

【００５７】（Ｂ）展開領域では、ノズルのスリット厚
さＢに無関係である。

【００５８】（Ｃ）ＤとＢとの比Ｄ／Ｂの大小関係によ
り、付着量と制御因子との関係を区別して考える必要が
ある。

【００５９】以上詳述した如く、ノズル−ストリップ間
隔Ｄとノズルのスリット厚さＢとの相対的な関係によ
り、塗料付着量と各影響因子との関係が異なることが示
された。従って、Ｄ／Ｂの値により領域を区別して考え
ると共に、それぞれの領域に対して、前記（１５）式又
は（１６）式のように塗料付着量の関係式を区別して適
用することが重要である。

【００６０】

【００６１】第２の知見は、前記（１５）、（１６）式
から明らかなように、塗料付着量は、Ｄ／Ｂ≦ＣとＤ／
Ｂ＞Ｃとの場合によって操業因子の影響度が異なり、Ｄ
を一定としてＢを変化させた場合、Ｄ／Ｂ＞Ｃの領域で
は、Ｄ／Ｂが小さくなるにつれてワイピング効率が上る
（ワイピングし易くなる）が、Ｄ／Ｂ≦Ｃの領域では、
Ｄ／Ｂが変化してもワイピング効率が殆ど変らないこと
である。この様子を図６に示した。なお、Ｄが小さくな
ればワイピング効率が上ることは一般に知られている。

【００６２】又、同時に、ワイピングガスの流量を少な
くするほど、浸漬浴の表面から発生するスプラッシュ
（塗料の飛び散り）を少なくできることを実験的に見出
した。即ち、他の条件が同一の場合、スリット厚さＢを
小さくすればスプラッシュの発生を少なくすることがで
きる。

【００６３】第３の知見は、前記理論的解析に加え、更
に実験検討を行った結果、ワイピング特性に影響する塗
料の物性を、ワイピングするノズル位置における塗料の
温度の関数として評価することが重要であることであ
る。

【００６４】即ち、図７は、ワイピングノズルの位置に
おける塗料温度と、塗料付着量の誤差（実測付着量−塗
料温度の依存性を考慮しない場合の計算付着量）との関
係を示したものであるが、この図６から明らかなよう
に、塗料温度の低下と共に、ワイピング特性が低下す
る。ところが、ワイピングノズルの位置における塗料温
度の依存性を考慮する場合には、前記誤差は非常に小さ
くなることが分った。

【００６５】以下、一例として、ワイピングノズルの位
置における塗料温度の計算方法、及び塗料物性に対する
考慮の方法について前記図３を参照して説明する。

【００６６】図３に示すように、温度Ｔ_z.0 のストリッ
プＳがライン速度Ｖにて温度Ｔ_M の浸漬浴１２に浸漬さ
れ、浸漬浴温度Ｔ_M に近い温度Ｔ_z.1 となって浸漬浴１
２から上方に引上げられる。この浸漬浴１２を出るスト
リップ温度Ｔ_z.1 は、塗料中の平板に対する熱伝達に基
づくとして次の（１７）式で与えられる。

【００６７】 Ｔ_Z.1 ＝Ｔ_M ＋（Ｔ_z.0 −Ｔ_M ）× exp｛−（２×α_M × l_M ） ／（ρ_S ×Ｃ_p.s × t_S ×Ｖ）｝ …（１７）

【００６８】ここで、α_M ；浸漬浴とストリップとの熱
伝達係数 l_M ；浸漬浴中の浸漬距離 ρ_S ；ストリップ密度 Ｃ_p.s ；ストリップ比熱 t_S ；ストリップ厚さ

【００６９】又、温度Ｔ_z.1 のストリップＳは、ワイピ
ングガスにより冷却され、ワイピングノズル１４の位置
における付着塗料温度Ｔ_z.2 となる。この温度Ｔ_z.2 は
次の（１８）式で表わすことができる。

【００７０】 Ｔ_z.2 ＝Ｔ_g ＋（Ｔ_z.1 −Ｔ_g ） × exp｛（−２×α×Ｈ）／（ρ_s ×Ｃ_p.s × t_s ′×Ｖ）｝ …（１８）

【００７１】ここで、Ｔ_g ；ノズルから噴出したワイピ
ングガス温度 α；ワイピングガスによる熱伝達係数（ノズル圧力の関
数） Ｈ；浸漬浴面からノズルまでの距離 t_s ′；ストリップ厚さとストリップ熱容量基準に換算
した付着塗料厚さとの和

【００７２】次いで、付着塗料の粘度μの温度依存性
を、上記（１８）式で得られる付着塗料温度を適用し
た、例えば次の（１９）式で設定する。

【００７３】 μ＝ a₁ ×Ｔ_z.2 ² ＋ a₂ ×Ｔ_z.2 ＋ a₃ …（１９）

【００７４】上記（１９）式から得られる付着塗料の粘
度μを前記（１５）式又は（１６）式に適用することに
より、一段と精度の高い塗料付着量の調整を行うことが
可能となる。

【００７５】なお、上記（１８）式の導出では、浸漬浴
１２から引上げられた直後の付着塗料の温度をストリッ
プ温度Ｔ_z.1 に等しいとした。一般の操業条件では、上
記両温度は実質的に等しいため特に問題はないが、スト
リップ温度と付着塗料温度とが異なるとして定式化して
もよい。

【００７６】但し、水性塗料を常温で、常温のストリッ
プに適用する場合等では、塗料の物性がほとんど変化し
ないので塗料の物性を温度の関数として評価しなくとも
実用上は十分な精度が得られる場合が多い。

【００７７】以上詳述した如く、前記第１の知見によ
り、ノズル−ストリップ間隔Ｄとノズルのスリット厚さ
Ｂとの相対的関係により付着量関係式（制御式）を区別
して使用することにより、塗料付着量と操業因子との関
係式の予測精度を向上することが可能となる。

【００７８】従って、いわゆる展開領域においては、ノ
ズル厚さＢに関係しない前記（１５）式を用い、いわゆ
る完全発達領域においては、ノズル−ストリップ間隔Ｄ
及びノズルのスリット厚さＢの両者を含む前記（１６）
式を用いてそれぞれ、ノズル−ストリップ間隔Ｄ及びノ
ズルのスリット間隔Ｂの少なくとも一方と、ノズル圧力
Ｐ、ノズル高さＨ、ストリップ速度Ｖ等を制御すること
により、広い操業範囲に亘って目標の塗料付着量で塗装
を行うことが可能となる。

【００７９】又、前記第２の知見により、ワイピング効
率を上げるためには、Ｄ／Ｂ≦Ｃの領域でワイピングす
ることがよく、又、ワイピングガス流量は、ノズルのス
リット厚さＢに比例するため、該スリット厚さＢを小さ
くするほどワイピングガス流量を小さくすることが可能
となり、経済的メリットも高い。

【００８０】更に、上記スリット厚さＢを小さくする場
合には、浸漬浴表面から発生するスプラッシュを少なく
することができる。

【００８１】従って、Ｄ／Ｂ≦Ｃを満す範囲で、Ｄ及び
Ｂの少なくとも一方を制御しながら、スリット厚さＢを
できる限り小さくすることが、ワイピング効率を悪化さ
せることなく、ワイピングガス流量を低減でき、しかも
スプラッシュを減少させることができる。

【００８２】又、定数Ｃを実験により求めたところ、測
定精度を含めて６．６〜８．１と幅をもった値が得られ
た。従って、展開領域において、前記（１５）式を用い
て塗料付着量を調整する場合には、実験より求めたＣの
平均値Ｃa を基準にして、次の（２０）式の範囲に調整
することが好ましい。

【００８３】 Ｃa −１≦Ｄ／Ｂ≦Ｃa ＋１ …（２０）

【００８４】上記スリット厚さＢを所望値に制御する場
合には、例えば特開昭６３−２３８２５４に開示されて
いるノズルを使用することができる。

【００８５】なお、特公昭４９−３７８９８には、溶融
メッキ方法について、付着量Ｗとスリット厚さＢとの相
関を実験的に求め、スリット厚さＢをある範囲に限定す
る方法が開示されているが、ノズル−スリット間隔Ｄと
スリット厚さＢとの相対関係に基づいてメッキ付着量を
調整することは行われていない。

【００８６】前記第３の知見によれば、前記（１５）式
又は前記（１６）式により、塗料付着量の調整を行う場
合には、各式に含まれる塗料の粘度について温度依存性
をも考慮するため、一段と高精度な塗料付着量の調整を
行うことが可能となる。

【００８７】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。

【００８８】図８は、本発明に係る第１実施例に適用す
る連続塗布制御装置の概略を示すブロック線図である。

【００８９】上記制御装置は、連続塗布装置１０に収容
されている浸漬浴（塗料）１２にストリップＳを浸漬・
通過させた後、該ストリップＳは、上方に引上げられ更
に移動するようになっており、又、浸漬浴１２から引上
げられたストリップＳの両側には、その両面に所定の圧
力のガスを吹き付けるためのワイピングノズル１４が配
設されている。なお、浸漬浴１２に浸漬されたストリッ
プＳはシンクロール１６により方向が変えられるように
なっている。

【００９０】上記ワイピングノズル１４は、調整器１８
によりノズル間隔Ｄやノズルのスリット厚さＢが調整可
能となっており、又、調整器２０によりその高さＨが調
整可能になっている。

【００９１】上記ストリップＳの進行方向前方には幅方
向膜厚計２２が設置されており、該膜厚計２２からの検
出信号は、フィードバック特性補償装置２４、フィード
バック制御装置２６、操作量選択器２８を介して前記調
整器１８に入力されるようになっている。

【００９２】又、ストリップＳの移動長さ及び移動速度
はそれぞれ、ストリップＳに接触して回転するメジャー
ロールに設けられたパルス発振器３０及び速度変換器３
２により測定され、前記フィードバック特性補償装置２
４及びフィードフォワード制御装置３４に入力される。
このフィードフォワード制御装置３４には、製造条件設
定装置３６及びプリセット制御装置３８からそれぞれ信
号入力されるようになっており、圧力調整器４０を経て
圧力調整弁４２を所定の開度に調整するようになってい
る。この圧力調整弁４２によりワイピングノズル１４か
ら噴出されるガスの圧力を調整可能となっている。

【００９３】又、前記製造条件設定装置３６からの信号
は、プリセット制御装置３８を経て前記調整器１８に入
力されるようになっている。更に、前記操作量選択器２
８からの信号は前記高さ調整器２０へ入力されるように
なっている。

【００９４】次に、本実施例による代表的な制御例につ
いて簡単に説明する。

【００９５】フィードフォワード制御の場合は、塗料付
着量Ｗ、ライン速度Ｖ、鋼種等の操業条件が変化する場
合、塗料付着量Ｗ、ライン速度Ｖに応じて、前記（１
５）式又は（１６）式を用いて設定値としてのノズル−
ストリップ間隔Ｄ、スリット厚さＢ、ノズル噴射圧Ｐを
決定する。その際、ノズル−ストリップ間隔Ｄは、スト
リップがノズルに接触しないようにするために下限値以
下とならないように、又、噴射圧Ｐは上限値以上となら
ない範囲とし、ノズル高さＨは通常基準値に設定する。

【００９６】設定値が決定されると、ノズル−ストリッ
プ間隔Ｄ、スリット厚さＢ、噴射圧Ｐを、前記調整器１
８、圧力調整器４０により設定値となるように調整す
る。又、ノズル高さＨを調整する必要があるときは、調
整器２０により調整する。

【００９７】フィードバック制御の場合は、膜厚計２２
による測定結果に付着量の指示値と目標値に差がある場
合や途中でライン速度が変化する場合、（１５）式又は
（１６）式に基づき、付着量の偏差量やライン速度変化
量に応じて、ノズル−ストリップ間隔Ｄ、スリット厚さ
Ｂ及び噴射圧Ｐの少なくとも１つの変化量を算出し、こ
の変化量に対応する調整を前記調整器１８、圧力調整器
４０により行う。この場合も、ノズル高さＨは基本的に
は基準値に設定する。

【００９８】上記制御装置を用いて、前記（１５）式及
び（１６）式を適用して塗料付着量（塗装膜厚）の制御
を行ったところ、図１の結果が得られた。

【００９９】図１は、同図（Ａ）のようにストリップの
速度を変化させた場合に、ワイピング位置での付着塗料
温度を考慮して前記（１５）式、（１６）式を適用する
ことにより塗料付着量の制御を行った結果を、同図
（Ｂ）に示したものである。

【０１００】使用した塗料は、粘度が２ cＰで、密度が
１１００kg／ m³ の水溶性塗料である。又、浸漬浴１２
中の塗料温度は３０℃で、浸漬前のストリップ温度は３
５℃である。このとき、ワイピング点における付着塗料
の温度は、ストリップ速度により変化し、速度が大きい
ときは高く、小さいときは低くなるが、この制御時では
２２〜３０℃であった。

【０１０１】上記塗料を用い、下記表１に示した操業条
件の下で塗装し、塗装後に焼付処理により溶剤を蒸発さ
せて約１μm の塗膜を形成するようにした。

【０１０２】

【表１】

【０１０３】図２は、操業因子の回帰式として作成し
た、次の（２１）式で表わされる付着量関係式を用いて
同一の制御装置により塗料付着量の制御を行った従来方
法の結果を示した、上記図１に相当する図である。な
お、この従来方法で制御する際には、ノズルのスリット
厚さＢは考慮せず、又、塗料の物性も考慮していない。

【０１０４】 Ｗ＝k ×Ｐ^Ｃ1 ×Ｖ^Ｃ2 ×Ｄ^Ｃ3 ………（２１） ここで、k ；定数 Ｃ1 、Ｃ2 、Ｃ3 ；各々Ｐ、Ｖ、Ｄのべき定数

【０１０５】図１及び図２より、従来の方法では、スト
リップ速度の変化のタイミングによって付着量が変動し
ていると共に、速度変化のない定常状態においても偏差
が見られる。これに対し、本発明方法によれば速度変更
の如何に拘らず略目標付着量に制御することができてい
ることが明らかである。

【０１０６】以上、本発明について具体的に説明した
が、本発明は、前記実施例に示したものに限られるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
ある。

【０１０７】

【０１０８】又、実際に使用する連続塗布制御装置も、
前記実施例に示したものに限定されるものでなく、又、
塗料の種類も前記実施例に示したものに限定されるもの
でない。

【０１０９】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
ノズル−ストリップ間隔Ｄとノズルのスリット厚さＢと
の相対的関係に基づいて塗料付着量を決定する関係式を
設定し、該関係式を用いることにより、品種の切替えや
ストリップの形状等の要因により操業因子を変更させる
際にも、塗料付着量を目標値に制御することが可能とな
る。

【０１１０】又、Ｄ／Ｂの値を展開領域に維持しなが
ら、付着量を決定する上記関係式を適用することによ
り、ワイピング効率の高い条件で塗料付着量を調整する
ことが可能となると共に、広い操業範囲に亘って、ワイ
ピングガス流量、スプラッシュ発生量を低減でき、更に
限界ノズル圧力を高くすることができることから増産が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例による制御結果を示す線
図

【図２】従来法による塗装膜厚の制御結果を示す線図

【図３】連続塗装方法を示す概略説明図

【図４】ストリップに付着した塗料に対するワイピング
の様子を示す模式図

【図５】ワイピングノズルから噴射されるガス噴流の状
態を示す概略説明図

【図６】展開領域におけるワイピング効率（付着量の
比）とノズルのスリット厚さとの関係を示す線図

【図７】ワイピングノズル位置における塗料温度と塗料
付着量誤差との関係を示す線図

【図８】本発明に係る実施例に適用可能な連続塗装制御
装置を示すブロック線図

【符号の説明】

１０…連続塗装装置 １２…浸漬浴 １４…ワイピングノズル Ｂ…スリット厚さ Ｄ…ノズル−ストリップ間隔 Ｓ…ストリップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−92324（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−149331（ＪＰ，Ａ) 特公 昭56−12316（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05D 1/00 - 7/26

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続塗布装置の下流側にワイピングノズル
   を配置し、該連続塗布装置を通過させたストリップに上
   記ワイピングノズルからガスを吹き付けて該ストリップ
   に対する塗料の付着量を調整するに際し、 ワイピングノズルのスリット厚さＢと、該ノズルからス
   トリップ迄の間隔Ｄとの関係が、定数Ｃに関して、 （i）Ｄ／Ｂ≦Ｃの場合は、スリット厚さＢが含まれな
   い付着量関係式 Ｗ＝ｈ ₁ ×ρ _M ×Ｄ ^1/2 ×[μ×Ｖ/（ρ _A ×ｖ ₀ ² ）] ^1/2 により、 （ii）Ｄ／Ｂ＞Ｃの場合は、スリット厚さＢが含まれる
   付着量関係式 Ｗ＝ｈ ₂ ×ρ _M ×（Ｄ／Ｂ ^1/2 ）×[μ×Ｖ/（ρ _A ×ｖ ₀ ² ）] ^1/2 （ここで、ｈ ₁ 、ｈ ₂ ：定数、ρ _M ：塗料密度、μ：塗料
   粘度、Ｖ：ストリップ速度、ρ _A ：ノズル出口のガス密
   度、ｖ ₀ ：ノズル出口の一様流速） により、それぞれ ストリップに対する塗料の付着量を調
   整することを特徴とするガスワイピングによる塗装膜厚
   調整方法。
2. 【請求項２】連続塗布装置の下流側にワイピングノズル
   を配置し、該連続塗布装置を通過させたストリップに上
   記ワイピングノズルからガスを吹き付けて該ストリップ
   に対する塗料の付着量を調整するに際し、 ワイピングノズルのスリット厚さＢと、該ノズルからス
   トリップ迄の間隔Ｄとの関係が、定数Ｃに関して、 （i）Ｄ／Ｂ≦Ｃの場合は、スリット厚さＢが含まれな
   い付着量関係式 Ｗ＝ｈ ₁ ×ρ _M ×（Ｋ−1）/（２×η×Ｋ×Ｐ _A ）] ^1/2 ×Ｄ ^1/2 ×[μ×Ｖ/[（Ｐ/Ｐ _A ） ^(k-1)/K −1]] ^1/2 に より、 （ii）Ｄ／Ｂ＞Ｃの場合は、スリット厚さＢが含まれる
   付着量関係式 Ｗ＝ｈ ₂ ×ρ _M ×[（Ｋ−1）/（２×η×Ｋ×Ｐ _A ）] ^1/2 ×（Ｄ/Ｂ ^1/2 ） ×[μ×Ｖ/[（Ｐ/Ｐ _A ） ^(k-1)/K −1]] ^1/2 （ここで、ｈ ₁ 、ｈ ₂ ：定数、ρ _M ：塗料密度、μ：塗料
   粘度、Ｖ：ストリップ速度、ρ _A ：ノズル出口のガス密
   度、Ｋ：気体の比熱比、η：ノズル効率、Ｐ：ガスの動
   圧、Ｐ _A ：ノズル出口のガス圧力） に より、それぞれストリップに対する塗料の付着量を調
   整することを特徴とするガスワイピングによる塗装膜厚
   調整方法。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、 ワイピングノズルのスリット厚さＢ及びノズル−スリッ
   ト間隔Ｄの少なくとも一方を制御してＤ／Ｂ≦Ｃの関係
   を維持しながら、付着量関係式に基づいてストリップに
   対する塗料の付着量を調整することを特徴とするガスワ
   イピングによる塗装膜厚調整方法。