JP6565518B2 - 温度監視装置および温度監視方法 - Google Patents

Description

本発明は、シート材に塗膜を形成する技術に関するものであり、特に、塗膜の乾燥工程における温度監視技術に関するものである。

基材となるシート材の上に機能性を有する塗膜を形成したシート部材が広く用いられている。シート材上の塗膜は、基材シートに塗料を塗工し、乾燥させることで形成されることが多い。部材の特性に合わせてパターニングされた塗膜を形成する場合には、塗料は、間欠塗工によって塗工される。また、連続的なパターンの塗膜を形成する場合には、塗料は連続塗工によって塗工される。そのような塗膜が形成されたシート部材の生産では、ロールから供給した基材のシート材を連続的に搬送して、塗料の塗工および乾燥が行われる。また、生産性を高めるため、シート材の搬送速度はできだけ速いことが望ましい。

塗膜を形成したシート部材では、塗膜に含まれる物質の均一性や膜厚の均一性が部材としての特性の安定性に大きな影響を与える。また、シート材からの塗膜の剥離は、品質を大きく低下させる。塗膜に含まれる物資の均一性、膜厚の均一性および塗膜の剥離耐性は、塗膜形成時の塗料の乾燥工程の影響を強く受ける。例えば、乾燥工程における塗料の溶剤の蒸発速度は、それらの特性に大きな影響を与えるため、溶剤の乾燥・蒸発速度は一定の範囲内に収めることが望ましい。

一方で、溶剤が塗膜中に残存した場合には、シート部材の特性が劣化するため、高速で基材のシート材を搬送しつつ、確実に溶剤を蒸発させて塗膜を形成する必要がある。そのため、シート材上に塗膜を形成する工程において、塗膜の均一性を維持しつつ溶剤を確実に乾燥させるための乾燥工程の温度管理が重要であり、関連する技術の開発が行われている。そのような、シート材上に塗膜を形成する際の乾燥工程の温度管理に関する技術としては、例えば、特許文献１のような技術が開示されている。

特許文献１は、シート部材の製造装置に関するものである。特許文献１の製造装置に備えられている乾燥装置は、塗膜が形成されたシート材を乾燥初期、乾燥中期および乾燥後期の３ステップに分けて乾燥させている。乾燥初期は、塗料が塗工された部分である塗工部が乾燥炉内に入り、温度が比較的急に上昇する工程である。乾燥中期は、均一性を維持して塗料を乾燥させるため、一定温度または比較的ゆるやかな温度上昇によって乾燥させる工程である。乾燥後期は、温度を上昇させ溶剤を乾燥させるための工程である。

特許文献１の製造装置に備えられた乾燥装置は、各ステップにおけるシート材の表面状態を検出する表面状態検知手段を備えている。特許文献１の乾燥装置では、温度センサー等で構成される表面状態検知手段で検知した温度情報を基に、乾燥に用いる熱風の温度を制御している。特許文献１では、このように乾燥工程を複数ステップに分け、シート材の表面温度等に応じて熱風の温度を制御することで、望ましい品質の部材を安定して製造することができるとしている。

特開２０１２−２０９０７４号公報

しかしながら、特許文献１の技術は次のような点で十分ではない。特許文献１の製造装置に備えられた乾燥装置は、シート材の表面温度を表面状態検知手段で検知し、表面温度に応じて乾燥に用いる熱風の温度を制御している。特許文献１の表面状態検知手段が検知する表面温度は、表面状態検知手段の測定箇所を通過するシート材の表面温度の所定の時間単位での平均温度となる。例えば、塗膜がパターニングされた設計で、シート材上に塗膜が形成されている塗工部と塗膜が形成されていないシート部がある場合に、塗工部の温度とシート部の温度が切り分けされずに平均化されて検出される。そのため、特許文献１の温度検出の方法では、詳細に表面状態を検知したい塗工部の表面温度の検出精度が低下する。

塗工部の表面温度の検出精度が低下することで、乾燥工程の温度制御の精度が低下し塗膜の均一性等を維持するための温度管理を十分には恐れがある。よって、特許文献１の技術は、間欠塗工等でパターニングされた塗膜の乾燥工程において、塗膜の品質を十分に維持するための温度制御を行う技術としては十分ではない。

本発明は、上記の課題を解決するため、パターニングされた塗膜の乾燥工程において、塗膜の表面状態に基づいた温度制御によって塗膜の品質を維持することができる温度監視装置を得ることを目的としている。

上記の課題を解決するため、本発明の温度監視装置は、温度データ取得手段と、基準設定手段と、温度算出手段を備えている。温度データ取得手段は、塗膜が形成されている領域である塗工部と、塗膜が形成されていない領域であるシート部とを表面に有するシート材の表面温度のデータを計測温度データとして取得する。基準設定手段は、計測温度データを基に、塗工部が属する温度領域の基準値を設定する。温度算出手段は、基準値を基に、計測温度データから塗工部の温度データを算出する。

本発明の温度監視方法は、塗膜が形成されている領域である塗工部と、塗膜が形成されていない領域であるシート部とを表面に有するシート材の表面温度のデータを計測温度データとして取得する。本発明の温度監視方法は、計測温度データを基に、塗工部が属する温度領域の基準値を設定する。本発明の温度監視方法は、基準値を基に、計測温度データから塗工部の温度データを算出する。

本発明によると、塗膜の表面状態に基づいた温度制御によって塗膜の品質を維持することができる。

本発明の第１の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の第２の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の第２の実施形態における温度計測部の配置の例を示す図である。 本発明の第２の実施形態における温度計測部の配置の例を示す図である。 本発明の第２の実施形態の装置の一部の構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態の乾燥部の温度プロファイルの例を示す図である。 本発明の第２の実施形態における動作フローの概要を示す図である。 本発明の第２の実施形態の温度計測部で計測される温度分布の例を示す図である。 本発明の第２の実施形態における乾燥部の温度変化の例を示す図である。 本発明の第２の実施形態における乾燥部の温度変化の例を示す図である。 本発明の第２の実施形態における他の動作フローの例を示す図である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態の温度監視装置の構成の概要を示したものである。本実施形態の温度監視装置は、温度データ取得手段１と、基準設定手段２と、温度算出手段３を備えている。温度データ取得手段１は、塗膜が形成されている領域である塗工部と、塗膜が形成されていない領域であるシート部とを表面に有するシート材の表面温度のデータを計測温度データとして取得する。基準設定手段２は、計測温度データを基に、塗工部が属する温度領域の基準値を設定する。温度算出手段３は、基準値を基に、計測温度データから塗工部の温度データを算出する。

本実施形態の温度監視装置では、温度データ取得手段１が塗工部とシート部を表面に有するシート材の表面温度のデータを計測温度データとして取得している。また、基準設定手段２が、塗工部の温度領域の基準値を設定し、温度算出手段３が、基準値を基に計測温度データから塗工部の温度データを算出している。このように、本実施形態の温度監視装置は、シート材の表面温度のデータから塗工部の温度データを算出することができる。そのため、本実施形態の温度監視装置を用いることで、間欠塗工で塗工部が形成されているシート材であっても、計測温度データから塗工部の温度を算出し、塗工部の基にシート材を乾燥する温度を制御することができるので、温度管理の精度が向上する。その結果、本実施形態の温度監視装置を用いることで、塗膜の表面状態に基づいた温度制御によって塗膜の品質を維持することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図２は、本実施形態の塗工装置の構成の概要を示したものである。

本実施形態の塗工装置は、塗布部１０と、乾燥部２０と、制御部３０を備えている。本実施形態の塗工装置は、塗布部１０においてシート材４１に塗料が塗工され、乾燥部２０内をシート材４１が搬送されることで、塗工された塗料の溶剤を蒸発させ、シート材４１の表面に塗膜が形成される。本実施形態の塗工装置では、塗布部１０において、塗料は、シート材４１上に間欠塗工される。そのため、シート材４１の搬送方向の塗膜のパターンの間に、塗膜が形成されていない領域が存在する。また、乾燥部２０内の温度は、制御部３０によって制御される。また、本実施形態では、シート材４１上の塗膜のパターンが形成されている領域を塗工部、塗膜のパターン間などで塗膜が形成されていない領域をシート部と呼ぶ。

塗布部１０は、シート材４１上に塗膜を形成する機能を有する。塗布部１０は、塗工ヘッド１１と、塗工ローラ１２を備えている。

塗工ヘッド１１は、シート材４１に塗料を塗工し、シート材４１上に塗膜を形成する機能を有する。塗工ヘッド１１は、塗工ローラ１２上を搬送されるシート材４１に塗料を塗工する。塗工ヘッド１１は、部材の設計に基づいたパターンがシート材４１上に形成されるように塗料を塗工する。そのため、塗工ヘッド１１は、塗料をシート材４１に間欠塗工する。

塗工ローラ１２は、塗布部１０においてシート材４１を搬送する機能を有する。塗工ローラ１２は、塗料がシート材４１に塗工される際に、塗工ヘッド１１とシート材４１の表面が一定の距離となるようにシート材４１を搬送する。シート材４１は、塗工ローラ１２で搬送されて乾燥部２０に送られる。

乾燥部２０は、シート材４１に塗工された塗膜を乾燥する機能を有する。乾燥部２０は、ヒーター部２１と、温度計測部２２と、搬送部２３を備えている。

ヒーター部２１は、乾燥部２０内の温度を塗膜の乾燥に適した温度に保つ機能を有する。本実施形態では、ヒーター部２１は、乾燥部２０内のシート材４１の搬送方向に４個、備えられている。ヒーター部２１は、温度制御部３３から温度制御信号Ｓ２１として送られてくる乾燥温度の情報に基づいて乾燥部２０内を加熱する。本実施形態では、ヒーター部２１が実際に動作する際の温度の設定値を乾燥温度と呼ぶ。

各ヒーター部２１は、備えられている場所に応じてそれぞれ異なる温度に設定されて動作する。ヒーター部２１のうちいくつかが同じ温度で動作してもよい。また、乾燥部２０内に備えられているヒーター部２１の数は、３個以下でもよく、また、５個以上でもよい。

ヒーター部２１には、例えば、赤外線ヒーターを用いることができる。赤外線ヒーターを用いる場合には、シート材４１の幅方向の長さに対応したヒーターユニットが用いられる。シート材４１の幅方向のとは、シート材４１の平面の搬送方向に対して垂直な方向のことをいう。ヒーター部２１には、赤外線ヒーター以外の加熱装置を用いてもよい。例えば、ヒーター部２１が、乾燥部２０内に熱風を送風する装置として構成されていてもよい。

温度計測部２２は、シート材４１の表面温度を計測する機能を有する。温度計測部２２には、非接触型の温度計が用いられる。本実施形態の温度計測部２２には、放射温度計が用いられている。温度計測部２２は、シート材４１の表面温度を計測し、計測した温度のデータを温度計測信号Ｓ２２として制御部３０に送る。本実施形態の塗工装置では、温度計測部２２は、シート材４１の搬送方向の異なる位置に５個備えられている。温度計測部２２は、４個以下でもよく、また、６個以上、備えられていてもよい。

本実施形態の温度計測部２２は、放射温度計以外の温度計測手段であってもよい。例えば、温度計測部２２には、シート材４１の表面の輝度または反射率の計測計や、シート材４１を撮像した画像の画像処理装置等を用いることもできる。温度計測部２２は、幅方向とシート材４１の搬送方向にそれぞれ複数、備えられていてもよい。

図３および図４は、温度計測部２２の設置位置を模式的に示したものである。図３は、シート材４１の搬送方向に対して、複数の箇所に温度計測部２２を１つずつ配置した例を示している。また、図４は、シート材４１の搬送方向に対して複数の箇所に温度計測部２２を配置するとともに、幅方向に対しても複数の温度計測部２２配置した例を示している。このように、温度計測部２２を配置することで、乾燥部２０内を搬送されているシート材４１の表面温度を、複数個所で計測することができる。

搬送部２３は、シート材４１を搬送する機能を有する。搬送部２３は、乾燥部２０の入り口から出口方向にシート材４１を一定の速度で搬送する。シート材４１を搬送する速度は、塗工する塗料の特性等に基づいて設定されている。

制御部３０は、シート材４１の温度の計測結果を基に、乾燥部２０内の温度を制御する機能を有する。図５は、本実施形態の制御部３０の構成の概要を示したものである。制御部３０は、温度監視部３１と、温度データ保存部３２と、温度制御部３３を備えている。

温度監視部３１は、温度計測部２２から送られてくるデータを基にシート材４１の温度を算出する機能を有する。温度監視部３１は、温度計測部２２から温度計測信号Ｓ２２として送られてくる温度データを、温度計測部２２ごとに温度データ保存部３２に保存する。温度監視部３１は、所定の時間分の温度データを基に、各温度計測部２２の温度データを塗工部とシート部のデータに分離する基準値を設定する。温度監視部３１は、基準値を基に各温度計測部２２の温度データを塗工部とシート部のデータに分離する。

所定の時間は、シード４１の搬送速度等を基にあらかじめ設定されている。所定の時間は、塗工部とシート部が１回ずつ温度計測部２２の下を通過する時間以上に設定される。温度監視部３１は、分離した各温度計測部２２の塗工部とシート部の温度データを温度制御部３３に温度データ信号Ｓ３１として送る。また、本実施形態の温度監視部３１は、第１の実施形態の温度監視装置に相当し、温度データ取得手段１、基準設定手段２および温度算出手段３に相当する。

温度データ保存部３２は、温度計測部２２で計測された温度データを保存する機能を有する。温度データ保存部３２は、温度監視部３１から送られてくる温度データを、温度計測部２２ごとに計測温度データとして保存する。温度データ保存部３２は、温度監視部３１が塗工部とシート部の温度データを算出する際に用いる所定の時間分以上の長さの温度データを保存する。温度データ保存部３２に保存されている温度データは、あらかじめ設定された時間の経過、または、あらかじめ設定されたデータ量の蓄積によって消去されるようにしてもよい。

温度制御部３３は、ヒーター部２１の温度を制御する機能を有する。温度制御部３３は、ヒーター部２１の設定温度と、計測温度データから分離された塗工部の温度の差が小さくなるようにヒーター部２１の乾燥温度を制御する。設定温度と塗工部の温度の差に応じたヒーター部２１における乾燥温度は、あらかじめ設定されている。また、各ヒーター部２１と温度計測部２２の対応情報はあらかじめ温度制御部３３に保存されている。

温度監視部３１および温度制御部３３には、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の半導体装置を用いることができる。また、温度データ保存部３２には、半導体記憶装置を用いることができる。温度監視部３１、温度データ保存部３２および温度制御部３３の全てまたは一部は、１つの半導体装置として形成されていてもよく、また、１つのパッケージ内に形成されていてもよい。

本実施形態の塗工装置の動作について説明する。始めに、本実施形態の塗工装置において塗布部１０でシート材４１に塗料が塗工されて塗膜が形成され、乾燥部２０で塗膜が乾燥される際の動作について説明する。塗布部１０の塗工ヘッド１１によって、塗料がシート材４１に塗工され塗膜が形成される。塗料は、塗工ローラ１２によって搬送されているシート材４１上に、塗工ヘッド１１によって間欠塗工される。塗料が塗工されたシート材４１は、乾燥部２０内に搬送される。

シート材４１は、乾燥部２０内を搬送される際に、乾燥部２０の各ヒーター部２１によって加熱され、表面に塗工された塗膜の乾燥が進む。乾燥が進むと、シート材４１上に塗工された塗膜の溶剤は、徐々に蒸発し塗膜中の固形分がシート材４１に固着する。また、乾燥の際に加えられる熱によって、塗膜中に含まれる物質間の重合反応や架橋反応などによって塗工部の固化が進むような塗料が用いられることもある。乾燥部２０内を搬送されたシート材４１は、乾燥部２０の出口の外でロール状に巻き取られて一時保管されるか、新たな層の付加や切断等の次工程の処理が行われる。

本実施形態の塗工装置の乾燥部２０内では、乾燥初期、乾燥中期および乾燥後期の３つのステップでシート材４１上の塗膜の乾燥が行われる。図６は、乾燥部２０内で乾燥が行われているシート材４１の搬送方向の温度プロファイルを模式的に示したものである。図６の上側の図は、横軸に搬送方向の位置、縦軸に塗工部とシート部の温度を示したグラフである。図６の上側の図のＡ、Ｂ、ＣおよびＤは、温度計測部２２が配置されている位置を示している。図６の上側の図の位置Ａは、乾燥初期に対応する位置である。また、図６の上側の図の位置Ｂおよび位置Ｃは、乾燥中期に対応し、位置Ｄは、乾燥後期に対応する位置である。

また、図６の下側の図は、各位置に配置された温度計測部２２の温度変化を模式的に示したグラフである。センサー位置Ａのグラフは、位置Ａに配置された温度計測部２２で計測される温度の時間変化を模式的に示したものである。また、センサー位置Ｂ、センサー位置Ｃおよびセンサー位置Ｄのグラフは、それぞれ位置Ｂ、位置Ｃおよび位置Ｄに配置された温度計測部２２で計測される温度の時間変化を模式的に示したものである。

乾燥初期に相当する位置Ａでは、シート材４１の温度は急激に上昇する。また、乾燥初期では、シート部の温度は塗工部の温度よりも高く、温度差が徐々に大きくなる。また、図６の下側のセンサー位置Ａのグラフに示す通り、温度計測部２２において時間の経過とともに塗工部に対応する低温の部分と、シート部に対応する塗工部よりも高温の部分が繰り返し計測される。しかし、シート材４１を温度計測部２２で計測した場合には、搬送速度に対する放射温度計の応答速度の関係から、実際に計測される温度データは、塗工部とシート部の温度が平均化されたデータである。

乾燥中期に相当する位置Ｂおよび位置Ｃでは、塗膜の均一性が損なわれないようにシート材４１の塗工部の温度が大きく変化しないように乾燥が行われる。乾燥中期では、溶媒の蒸発速度がほぼ一定の範囲内に収まるように制御される。乾燥中期では、塗工部の温度がほぼ一定で、シート部の温度は乾燥時間とともに上がるので温度差は地点Ｂと地点Ｃで広がっている。また、図６の下側のセンサー位置Ｂおよびセンサー位置Ｃのグラフに示す通り、温度計測部２２において時間の経過とともに塗工部に対応する低温の部分と、シート部に対応する塗工部よりも高温の部分が繰り返し計測される。しかし、搬送速度に対する放射温度計の応答速度の関係から、実際に計測される温度データは、塗工部とシート部の温度が平均化されたデータである。

乾燥後期に相当する位置Ｄでは、溶剤の蒸発が進み塗工部の温度が上がることで塗工部とシート部の温度差が小さくなっている。塗工部とシート部の温度差がほぼ無くなる状態は、塗膜の乾燥が正常に行われた状態である。また、塗工部とシート部の温度差が小さくなるので図６の下側のセンサー位置Ｄのグラフに示す通り、温度計測部２２において計測される温度サイクルは小さくなる。

次に、本実施形態の塗工装置において、塗料が塗工されたシート材４１が乾燥部２０内を搬送されて塗料の乾燥が行われる際における、乾燥部２０内の温度の監視と制御の動作について説明する。図７は、本実施形態の塗工装置において、乾燥部２０内の温度の監視と制御を行う際の動作フローを示したものである。

シート材４１が乾燥部２０内を搬送されているとき、乾燥部２０の各温度計測部２２は、シート材４１の表面温度を計測する。各温度計測部２２は、シート材４１の表面の温度を計測すると、計測した温度のデータを温度計測信号Ｓ２２として制御部３０にそれぞれ送る。

制御部３０に入力された温度計測信号Ｓ２２は、温度監視部３１にそれぞれ送られる。温度監視部３１は、温度計測信号Ｓ２２として温度計測部２２がそれぞれ計測した温度データを受け取ると、受け取った温度データを温度データ保存部３２に保存する。温度監視部３１は、温度データを温度計測部２２ごとに温度データ保存部３２に保存する。温度監視部３１は、計測を開始してから所定の時間分の温度データが温度データ保存部２３に保存されるまでデータの保存の動作を行う（ステップ１０１）。

所定の時間の温度データを保存すると、温度監視部３１は、所定の時間の温度データを基に温度分布のデータを生成する（ステップ１０２）。温度監視部３１は、温度ごとの所定の時間内の発生回数を集計し温度分布のデータを生成する。図８は、横軸に温度、縦軸に各温度における発生回数を示した温度データのグラフである。温度監視部３１は、例えば１．０度ごとに発生回数を集計する。発生回数を集計する際の温度の最小単位は１．０度以外の値であってもよい。

間欠塗工によって塗料が塗工されたシート材４１の表面において、塗工部よりもシート部の温度の方が高い。また、塗工部よりもシート部の面積の方が小さいので、塗工部を測定した温度データの方がシート部の温度データよりも発生回数は多い。そのため、シート材４１の表面温度の測定結果を集計した温度分布のグラフは、図８のように、低温側にみられる発生回数の多い塗工部のピークと、高温側に見られる発生回数の少ないシート部のピークの２つのピークを持つ。

温度監視部３１は、温度分布のデータを生成すると、各温度計測部２２から取得した温度データごとに所定の時間の平均値を算出する（ステップ１０３）。所定の時間の平均値は、各温度計測部２２が所定の時間に計測した温度データの平均値であり、塗工部とシート部の温度が平均化された値である。

温度データの平均値を算出すると、温度監視部３１は、塗工部を判断する際に用いる基準値を設定する。塗工部を判断する際に用いる基準値として、温度監視部３１は、塗工部の温度として見なす範囲の上限を示す閾値を設定する（ステップ１０４）。温度監視部３１は、例えば、塗工部のピークに対して標準偏差分、高い温度を、塗工部を判断する閾値として設定する。温度監視部３１は、例えば、低温側のピーク付近のデータに対してベースラインを設定して、ベースラインとピーク内に含まれるデータを基に標準偏差を算出し、ピークの中心値と標準偏差から閾値の温度を算出する。また、温度監視部３１は、低温側のピークの半値幅を算出し、半値幅に含まれる範囲のうち最も高い温度を、塗工部を判断する際の閾値として設定してもよい。

塗工部の閾値を算出すると、温度監視部３１は、所定の時間の温度データの平均値と塗工部の閾値を基に塗工部の温度データを所定の時間の温度データから分離して抽出する（ステップ１０５）。温度監視部３１は、所定の時間の温度データに含まれる温度データのうち、平均値以下でかつ塗工部の閾値以下の温度データを塗工部に対応する温度データとして抽出する。温度監視部３１は、それぞれの温度計測部２２に対応する温度データごとに塗工部に対応する温度データを所定の時間の温度データから分離して抽出する。温度監視部３１は、所定の時間の温度データから分離した塗工部の温度を各温度計測部２２が計測した塗工部の表面温度とする。また、温度監視部３１は、塗工部に対応する温度データの平均値を各温度計測部２２における塗工部の表面温度としてもよい。

塗工部の温度データを分離すると、温度監視部３１は、シート部を判断する際に用いる基準値を設定する。シート部を判断する際に用いる基準値として、温度監視部３１は、シート部の温度として見なす範囲の下限を示す閾値を設定する（ステップ１０６）。例えば、高温側のシート部のピークに対して標準偏差分、低い温度を、シート部を判断する閾値として設定する。温度監視部３１は、例えば高温側のピーク付近のデータに対してベースラインを設定して、ベースラインとピーク内に含まれるデータを基に標準偏差を算出し、ピークの中心値と標準偏差から閾値の温度を算出する。

温度監視部３１は、高温側のピークの半値幅を算出し、半値幅に含まれる範囲のうち最も低い温度を、シート部を判断する際の閾値として設定してもよい。また、塗工部およびシート部の閾値は、他のパラメータを用いて設定してもよい。例えば、温度分布のうち温度の高い側から上位１０％に相当する温度をシート部の閾値、下位２０％に相当する温度を塗工部の閾値として設定してもよい。

シート部の閾値の値を算出すると、温度監視部３１は、所定の時間の温度データの平均値とシート部の閾値を基にシート部の温度データを所定の時間の温度データから分離して抽出する（ステップ１０７）。温度監視部３１は、所定の時間の温度データに含まれる温度データのうち、平均値以上でかつシート部の閾値以上の温度データをシート部に対応する温度データとして抽出する。温度監視部３１は、それぞれの温度計測部２２に対応する温度データごとにシート部に対応する温度データを所定の時間の温度データから分離して抽出する。温度監視部３１は、所定の時間の温度データから分離したシート部の温度を各温度計測部２２が計測したシート部の表面温度とする。また、温度監視部３１は、シート部に対応する温度データの平均値を各温度計測部２２におけるシート部２２の表面温度としてもよい。

温度監視部３１は、各温度計測部２２に対応する塗工部とシート部の温度を所定の時間の温度データから分離すると、分離した温度のデータを温度制御部３３に温度データ信号Ｓ３１として送ることで結果を出力する（ステップ１０８）。温度制御部３３は、温度データ信号Ｓ３１として各温度計測部２２における塗工部とシート部の温度データを受け取ると、受け取った温度データを設定温度と比較する。受け取った温度データと設定温度を比較すると、温度制御部３３は、受け取った温度データと設定温度の差が小さくなるようにヒーター部２１の乾燥温度を制御する。各温度計測部２２に対応するヒーター部２１は、あらかじめ設定されている。温度制御部３３は、補正後の乾燥温度を示す情報をヒーター部２１に温度制御信号Ｓ２１として送ることでヒーター部２１を制御する。ヒーター部２１は、温度制御信号Ｓ２１を受けとると、受け取った信号が示す乾燥温度になるように動作温度を変更する。

図９は、乾燥中期と乾燥後期の位置に配置された温度計測部２２で計測される温度の時間変化を示したグラフである。図９の左側のグラフは乾燥中期の温度計測部２２で計測される温度の時間変化を示している。また、図９の右側のグラフは乾燥後期の温度計測部２２で計測される温度の時間変化を示している。乾燥中期、乾燥後期ともに平均値以下で、塗工部を判断する閾値以下の温度の部分が塗工部の温度を示すと判断される。また、平均値以上で、シート部を判断する閾値以上の温度の部分がシート部の温度を示すと判断される。よって、図９のグラフでは温度変化があまりない領域のうち、低温側が塗工部の温度を示し、高温側がシート部の温度を示している。また、塗工部とシート部の温度差は、乾燥中期における温度差よりも乾燥後期における温度差の方が小さい。

本実施形態の塗工装置において、温度監視部３１が、各温度計測部２２における塗工部とシート部の温度データを表示装置等に出力して、作業者が確認できるようにしてもよい。例えば、塗工装置の操作部に備えられている液晶表示装置に、温度計測部２２ごとに時間に対する塗工部とシート部の温度データをグラフとして表示してもよい。グラフとして塗工部とシート部の温度データを表示することで、作業者は温度変化を容易に確認できるようになる。

図１０の下側の図は、乾燥後期のシート部と塗工部、および、乾燥中期のシート部と塗工部の温度の時間変化を示したグラフである。図１０の上側の図は、搬送方向の位置による温度変化を模式的に示したグラフである。図１０の下側の図の乾燥中期および乾燥後期の温度は、図１０の上側の図の中期および後期の付近にそれぞれ配置された温度計測部２２で計測された温度データを基に抽出された温度である。図１０の下側の図に示す通り、乾燥後期では時間によらずにシート部と塗工部の温度差が小さい。また、乾燥中期においてはシート部の温度が塗工部よりも高くそれぞれ一定の温度を保っている。図１０の下側のようなグラフを表示装置に出力することで、異常が生じて温度変化が生じたときに作業者が視認しやすくなる。

本実施形態の塗工装置において、温度制御部３３が塗膜の異常の有無を判断する機能を備えていてもよい。例えば、乾燥後期の温度計測部２２における塗工部とシート部の温度差が所定の範囲内に入らなかったときに、温度制御部３３は、塗膜に異常が生じていると判断する。塗膜に異常が生じていると判断すると、温度制御部３３は、警告を示す信号を塗工装置の制御部に出力し作業者等に通知する。そのように、異常の有無を判断することで、異常の生じた部材の後工程への流出を防ぐことができる。また、温度制御部３３は、各温度計測部２２の塗工部の温度と設定温度との差が所定の差以上のときに、異常が生じていると判断するようにしてもよい。

本実施形態の塗工装置において、温度監視部３１が塗工部とシート部の切り分けを行う際に温度データの平均値を用いていたが他の基準を用いてもよい。例えば、平均値の代わりに中央値を用いてもよい。図１１は、平均値の代わりに中央値を用いて塗工部とシート部の温度を、所定の時間の温度データから分離する際の動作フローを示したものである。中央値を用いた場合にも第２の実施形態のステップ１０１からステップ１０８と同様に、図１１に示すステップ１１１からステップ１１８の動作を行うことで塗工部とシート部の温度を分離することができる。また、中央値を用いることで特異的な温度データが含まれるときに、特異的なデータの影響を受けずに、塗工部とシート部の温度を分離することができる。その結果、温度制御の精度が向上し、塗工装置で形成される塗膜の品質を維持することができる。

本実施形態の塗工装置では、温度計測部２２が乾燥部２０内の搬送方向の各位置においてシート材４１の表面温度を計測している。また、温度監視部３１は、温度計測部２２が計測した温度データを基に、シート材４１の塗工部とシート部を切り分ける際の基準値を算出している。温度監視部３１が温度データと基準値を基に塗工部とシート部の切り分けを行うことで、各温度計測部２２における塗工部の温度のデータを得ることができる。温度監視部３１が分離した各温度計測部２２における塗工部の温度のデータを基に、温度制御部３３がヒーター部２１を制御することで、シート材４１の乾燥工程における温度制御を精密に行うことができる。そのため、シート材４１に形成される塗膜の均一性の低下等が抑制され、塗膜の品質を維持することができる。

本実施形態の塗工装置では、温度監視部３１が温度データを塗工部とシート部に切り分けているので、塗膜が間欠塗布によって形成されたシート材４１であっても、塗工部の表面温度に基づいて乾燥温度を制御することができる。そのため、塗膜が間欠塗布によって形成されたシート材４１であっても、乾燥工程における温度制御を精密に行うことができるので塗膜の品質を維持することができる。その結果、本実施形態の塗工装置では、塗膜の表面状態に基づいた温度制御によって塗膜の品質を維持することができる。

１ 温度データ取得手段
２ 基準設定手段
３ 温度算出手段
１０ 塗布部
１１ 塗工ヘッド
１２ 塗工ローラ
２０ 乾燥部
２１ ヒーター部
２２ 温度計測部
２３ 搬送部
３０ 制御部
３１ 温度監視部
３２ 温度データ保存部
３３ 温度制御部
４１ シート材
Ｓ２１ 温度制御信号
Ｓ２２ 温度計測信号
Ｓ３１ 温度データ信号

Claims (10)

1. 塗膜が形成されている領域である塗工部と、前記塗膜が形成されていない領域であるシート部とを表面に有するシート材の表面温度のデータを計測温度データとして取得する温度データ取得手段と、
   前記計測温度データを基に、前記塗工部が属する温度領域の基準値を設定する基準設定手段と、
   前記基準値を基に、前記計測温度データから前記塗工部の温度データを算出する温度算出手段と、
   を備えることを特徴とする温度監視装置。
2. 前記基準設定手段は、所定の時間の前記計測温度データを基に温度分布のデータを生成し、前記温度分布のデータを基に前記基準値を算出することを特徴とする請求項１に記載の温度監視装置。
3. 前記基準設定手段は、前記基準値として、前記塗工部と前記シート部のいずれの温度領域に属するかを判断する基準を設定する手段であり、
   前記温度算出手段は、前記計測温度データを基に、前記塗工部と前記シート部の温度データを算出することを特徴とする請求項１または２に記載の温度監視装置。
4. 前記基準設定手段は、前記基準値として、前記塗工部を判断する第１の基準値と、前記シート部を判断する第２の基準値を算出し、
   前記計測温度データのうち、前記第１の基準値以下、かつ、前記計測温度データの平均値以下の温度を前記塗工部の温度データとして判断し、
   前記計測温度データのうち、前記第２の基準値以上、かつ、前記計測温度データの平均値以上の温度を前記シート部の温度データとして判断することを特徴とする請求項３に記載の温度監視装置。
5. 前記塗工部と前記シート部の温度をそれぞれグラフとして表示する表示手段をさらに備え、
   前記温度算出手段は、前記計測温度データから算出した前記塗工部と前記シート部の温度データを温度データ信号として出力し、
   前記表示手段は、前記温度データ信号を基に前記塗工部と前記シート部の温度をそれぞれグラフとして表示することを特徴とする請求項３または４いずれかに記載の温度監視装置。
6. 請求項１から５いずれかに記載の温度監視装置と、
   前記温度監視装置が算出した前記塗工部の前記温度データを基に、前記シート材を乾燥する温度を制御する温度制御手段と、
   を備えることを特徴とする温度制御装置。
7. 請求項６に記載の温度制御装置と、
   前記シート材の表面温度を計測する温度計測手段と、
   前記シート材を乾燥する加熱手段と、を備え、
   前記温度データ取得手段は、前記温度計測手段が計測した前記シート材の表面温度を前記計測温度データとして取得し、
   前記温度制御手段は、前記塗工部の前記温度データを基に、前記加熱手段を制御して前記シート材を乾燥する温度を制御することを特徴とする乾燥装置。
8. 前記シート材に間欠塗工により塗料を塗工し前記塗膜を形成する印刷手段と、
   請求項７に記載の乾燥装置と、を備え、
   前記印刷手段で前記塗膜を形成した前記シート材の前記塗膜を、前記乾燥装置で乾燥することを特徴とする塗工装置。
9. 塗膜が形成されている領域である塗工部と、前記塗膜が形成されていない領域であるシート部とを表面に有するシート材の表面温度のデータを計測温度データとして取得し、
   前記計測温度データを基に、前記塗工部が属する温度領域の基準値を設定し、
   前記基準値を基に、前記計測温度データから前記塗工部の温度データを算出することを特徴とする温度監視方法。
10. 所定の時間の前記計測温度データを基に温度分布のデータを生成し、
    前記温度分布データを基に、前記塗工部を判断する第１の基準値と、前記シート部を判断する第２の基準値を算出し、
    前記計測温度データのうち、前記第１の基準値以下、かつ、前記計測温度データの平均値以下の温度を前記塗工部の温度データとして判断し、
    前記計測温度データのうち、前記第２の基準値以上、かつ、前記計測温度データの平均値以上の温度を前記シート部の温度データとして判断することを特徴とする請求項９に記載の温度監視方法。

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