JPH08506269A

JPH08506269A - 厚さ制御機能を備えたストリップ塗装機

Info

Publication number: JPH08506269A
Application number: JP6518153A
Authority: JP
Inventors: ブラウン，カート
Original assignee: ハンターエンジニアリングカンパニー，インコーポレイティド
Priority date: 1993-02-01
Filing date: 1994-02-01
Publication date: 1996-07-09
Also published as: WO1994017928A1; US5413806A; EP0681510A4; KR100309448B1; KR960700104A; EP0681510A1

Abstract

(57)【要約】連続ストリップ塗装機は、上面（１８）および下面（１３）の塗布ロールと、上面塗布ロール（１８）に隣接したバックアップロールを備えている。ストリップ（１０）を持ち上げて、下面塗布ロール（１３）の外周のストリップ（１０）の巻き付き角を変化させる持ち上げロール（３８）を備えている。持ち上げロール（３８）を用いてストリップ（１０）とロール（１３）との間の圧力を変化させ、ストリップ下面に塗布される塗膜の厚さを変化させる。厚さ測定は、ストリップ（１０）からロール（１３）にかかる圧力の測定によって間接的に行うことができる。厚さ測定は直接に行ってもよい。乾燥炉（１４）内のストリップ（１０）の振動を検知し、相殺することもできる。厚さ測定と共にフィードバック制御を行い、巻き付き角、ロール（１３）とストリップ（１０）との相対速度、および／またはロール（１３）と塗料をロール（１３）に伝達する伝達ロール（２８）との間の挟み圧力を変化させることにより、塗膜厚さを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】厚さ制御機能を備えたストリップ塗装機発明の背景本発明は、鋼やアルミニウムのシートのような連続したストリップ材を塗装する機械に関する。詳しくは、ストリップの下面に塗布される塗膜の厚さ制御に関する。ストリップ材の連続塗装用機械の技術には非常に発達した分野がある。その一般的な用途は、始めは大きいコイル状をしている金属シートのストリップに、塗料または下塗り材（プライマ）を塗布する分野である。典型的な実際の操業では、材料をコイルから解き出して（アンコイルして）、ストリップ両面に塗膜を塗布する機械に転送する。塗装機から出たストリップは乾燥炉内を通過する。湿潤状態のストリップは炉内通過中は触れることができないので、炉内への入口側では塗装機によって懸架し、炉外への出口側では巻き取り機（コイラー）、取り込み機（テークアップブライドル）等の収容装置によって懸架して、カテナリー（懸垂線）状になっている。ある種の炉では、ストリップの重量の一部をガス浮揚によって支持することができる。ストリップの流れを円滑にするために、コイルの終端を次のコイルの先端に接続（溶接）しなけらばならない。塗装機および炉を通過するストリップの前進に影響を及ぼさずに上記の接続ができるようにするために、塗装機の上流に蓄積機を設けてある。これによって、蓄積機の上流でラインを停止させて１つのコイルの終端を次のコイルの先端に接続しつつ、蓄積機の下流ではストリップの移動を中断させないようにすることができる。炉の下流で巻き取り機（コイリングユニット）によってストリップを再び巻き取り、できたコイルを切断機（カッティングユニット）によってストリップから切り離すことができる。蓄積機をもう１基用いると、炉内に移動を連続させながら、間欠的に停止して巻き取り機に隣接した位置でストリップを剪断することができる。典型的な塗装機の場合、ストリップの上面に塗膜を塗布した後に下面に塗膜を塗布する。ストリップはこの塗装機に入ると、バックアップロールと、ストリップの上面に塗膜を塗布する上面塗布ロールとの間に保持される。上面塗布ロールに隣接した伝達ロールは、塗装材料槽内に一部浸漬されている。上面塗布ロールとバックアップロールとの間の圧力を変えることによって、ストリップの上面に塗布される塗膜の厚さを変えることができる。同様に、伝達ロールと上面塗布ロールとの間の圧力を変えることによって、上面塗布ロールへ伝達される塗料の量を制御できる。各ロールとストリップとの相対速度も制御要因として用いることができる。次にストリップは、ストリップの下面に塗膜を塗布する下面塗布ロールへ送られる。ストリップは下面塗布ロールを出た後、上記の乾燥炉に入る。ストリップ材料のコイル間の接続によってできた継ぎ目が塗装機内を通過する際に、この継ぎ目によって塗布ロールが損傷を受ける可能性がある。この損傷を回避するために、上面塗布ロールとストリップとの間の圧力を制御する同じ手段によって、上面塗布ロールをストリップから引き離すことができる。塗装機から出てくる湿潤状態のストリップは下面塗布ロールで支持されているので、このロールを容易に引き離すわけにはいかない。下面塗布ロールを保護するために、バックアップロールと下面塗布ロールとの間に持ち上げロール（リフトロール）が介在している。通常の操業状態では、持ち上げロールはストリップより下方にストリップに接触せずに位置している。塗装機を継ぎ目が通過する際には、持ち上げロールが素早く上昇してストリップの下面と接触した状態になる。持ち上げロールによって持ち上げられたストリップは下面塗布ロールから引き離され、ストリップの懸垂線は一時的に持ち上げロールから懸架した状態になる。継ぎ目が通過したら直ちに、持ち上げロールが下降し、ストリップは再び下面塗布ロールによって支持された状態になる。ストリップ上面の塗膜は湿潤状態なので、下面塗布ロールに対するバックアップロールを用いることはできない。したがって、下面塗布ロールとストリップとの間の力は、下面塗布ロール外周上のストリップ巻き付き角の関数であるストリップの張力によって付与される。ストリップの張力をＴとし、ロール外周上のストリップ巻き付き角をθ（ストリップとロールとの接触弧で定義される）とする。この弧長の中間の基準点から見ると、バックアップロールから進行してくるストリップ部分と乾燥炉へ進行していくストリップ部分は、それぞれ大きさＴの力を下面塗布ロールに負荷する。両方の力の円周方向成分同士は相殺し合うが、半径（法線）方向成分同士は相殺し合わない。半径方向成分はいずれも式Ｔｓｉｎ（θ／２）で表され、合計の法線力はＮ＝２Ｔｓｉｎ（θ／２）である。炉の形状を一定とし、それに対応してストリップ懸垂線形状も一定とすると、ストリップの張力およびストリップがロールから離れる方位は一定でなければならない。この状態で、バックアップロールと下面塗布ロールとの間のストリップの進行経路も一定とすると、ストリップと下面塗布ロールとの間の力は、またそれに応じて下面の塗膜厚さは懸垂線の形状で決まる。当然のことながら、ここで言う力は、ばらばらの位置に作用するばらばらの力ではなく、ストリップとロールとの接触弧上の圧力分布による正味の力である。炉にガス浮揚機構がある場合は、懸垂線の形状はその深さできまる。取り込み機から負荷される張力を相殺するように浮揚圧力を変えることにより、コーター（塗布ロール）上でのストリップの張力を変えることができる（浮揚を弱くすれば張力は強くなり、その逆もある）。均一な塗膜厚さを得ようとする際の一つの問題は、ストリップが乾燥炉内で振動することである。このような制御外の振動が発生する原因は、下面塗布ロールと炉終端部の取り込み機との間のストリップ全体が支持されているため、あるいはストリップの支持の一部が浮揚によって行われているためである。振動が発生した場合、ストリップと下面塗布ロールとの接触状態が変化する可能性がある。この変化は塗膜に微かなストリーク（筋模様）となって現れる。このようなストリークの発生は極力避けたい。このように、ストリップ下面の塗膜厚さの制御は容易でない。塗料毎に塗膜厚さ決定の前提になる要因は多数あり、要因としては塗装機の形状、塗料の粘度、温度、種々のロール同士の相対速度、ロールの偏心度、塗布ロール間の挟み圧力、ロールの表面状態、ストリップ懸垂線の形状および重量がある。そこで、ストリップの上面と共に下面についても塗膜厚さを制御する機構を備えたストリップ塗装機を開発することが望まれる。発明の概要本発明は、連続ストリップ塗装機においてストリップ材の下面の塗膜厚さを制御する装置および方法を提供する。制御の手段は、（ａ）持ち上げロールを用いてストリップ材を持ち上げることにより下面塗布ロール外周へのストリップ巻き付き角を変えること、（ｂ）下面塗布ロールと移動しているストリップとの相対速度を変えること、および（ｃ）伝達ロールと下面塗布ロールとの間の挟み圧力を変えることである。これによりストリップとロールとの間の圧力を変えて、それにより塗膜厚さを変える。塗膜厚さは、直接測定するか、あるいは下面塗布ロールに負荷されている力を測定し、その力を既知の形状および塗料性質に基づいて塗膜厚さに変換することにより間接的に測定する。塗膜が望みの厚さより薄い場合は、持ち上げロールを上昇させ、ストリップと下面塗布ロールとの間の圧力を減少させて、厚く塗装できるようにする。塗膜が厚過ぎる場合は、持ち上げロールをストリップから離れるまで徐々に降下させ、塗布ロールにかかる力を最大にして塗膜厚さを最小にすることができる。あるいは、塗装機運転パラメータを制御するために塗膜厚さを直接測定することもできる。加えて、乾燥炉内のストリップの振動を検知し、その情報を用いて下面塗布ロール外周のストリップ巻き付き角を変えてもよい。これらの入力および出力パラメータは個別に用いてもよいし、どのように組み合わせて用いてもよい。図面の説明本発明の上記およびその他の特徴を、下記の本発明の現時点で望ましい実施態様およびその他の実施態様の詳細な説明において、下記の添付図面を参照して、より詳細に説明する。図１は、連続ストリップ塗装機の部分側面概念図であり、仮想線は持ち上げロールを完全係合位置にした状態を示している。図２は、連続ストリップ塗装機の部分側面概念図であり、仮想線は本発明の原理に従って持ち上げロールを部分係合位置にした状態を示している。図３は、連続ストリップと下面塗布ロールの部分側面概念図であり、ストリップは仮想線で示した持ち上げロールの部分係合位置にあり、下面塗布ロールに力が負荷されている状態を示している。説明図示した連続ストリップ塗装機は極めて概念的に示してあり、支持構造の大部分は図示していない。図には、本発明を理解するのに必要な部分のみを示してある。塗装対象であるストリップ材１０は水平に塗装機内に入り、ガイドロール１１によって鉛直方向に向きを変えられる。次にストリップは大直径バックアップロール１２の外周の一部に巻き付き、そこをほぼ離れるときにはほぼ水平になる。次にストリップは下面塗布ロール１３上を通過してから降下し、長い懸垂線として乾燥炉１４内を通過する。ストリップをバックアップロールから水平に出さずに、ある程度の角度を付けて上向きに進行させてから、バックアップロールより上に上昇した下面塗布ロール上を通してもよい。この配置にするとストリップと下面塗布ロールとの間の圧力が大きくなる。バックアップロールに隣接した上面塗装ステーションによってストリップ上面に塗料を塗布する。ストリップ上面に塗布する塗料１５は上面塗料槽１６に収容してある。上面伝達ロール１７は槽内の塗料に一部浸漬してあって、伝達ロールの回転によって塗料を引き上げる。この塗料の一部が、バックアップロールに巻き付いているストリップの上面に当接している上面塗布ロール１８に伝達さる。上面塗布ロールは上面塗布ロールキャリッジ１９上に取りつけてあり、キャリッジ１９は油圧式アクチュエータ２１によってバックアップロールに向かって前進・後進できる。反対側の面をバックアップロールによってバックアップされているストリップ部分に上面塗布ロールから負荷される圧力によって、ストリップ上面の塗膜厚さが制御できる。この負荷圧力は油圧式アクチュエータが制御する。伝達ロールは上面伝達ロールキャリッジ２２上に取り付けてあり、キャリッジ２２も上面塗布ロールキャリッジ上に取り付けてある。伝達ロールから塗布ロールヘ伝達される塗料の量を制御するために、伝達ロールと塗布ロールとの間の挟み圧力を油圧式アクチュエータ２４によって制御する。ストリップ下面に塗料を塗布するために、ストリップは上面塗装ステーションから下面塗装ステーシヨンに前進する。この塗料は下面塗料槽２６に収容してある。下面伝達ロール２８は下面塗布ロールに隣接しており、槽内の塗料に一部浸漬させてある。下面伝達ロールは、油圧式アクチュエータ３２により移動できる下面伝達ロールキャリッジ３０上に取り付けてある。塗料は下面塗料槽から下面伝達ロールを介して下面塗布ロールに伝達される。下面塗布ロールと下面伝達ロールとの間の挟み圧力を油圧式アクチュエータで調節することにより、下面塗布ロールヘ伝達される塗料の量を制御できる。この塗料を下面塗布ロールがストリップ下面に伝達する。下面塗布ロールから乾燥炉に前進したストリップは、炉内では懸垂線状になっていて、この懸垂線は一端が下面塗布ロールによって、他端が巻き取り機３６によって、それぞれ懸架されている。実操業では、炉と巻き取り機との間に、ストリップ速度を制御するための取り込み機、蓄積機、および切断機を配置することができる。炉の出口端で用いる機械構成の詳細は本発明にとって重要ではない。図示したように、塗料は伝達ロールから塗布ロールに直接伝達される。多くの実施態様においては、引き上げロール、計量ロール、および塗布ロールの３個のロールが用いられる。塗料は槽内から引き上げロールによって引き上げられ、塗料膜が計量ロールの伝達される。次に、この塗料膜は塗布ロールに伝達される。ストリップに塗布される塗料膜の厚さは２個または３個のロールの相対速度とロール間の挟み圧力との関数である。各ロールは前進方向・後進方向のいずれに回転してもよい。説明を簡潔にするために、この説明では２ロール式塗装ステーションを用い、塗料を塗布ロールに供給する１個または２個のを単に伝達ロールと呼称する。バックアップロールと下面塗布ロールとの間に、持ち上げロール３８がある。持ち上げロールを昇降させるためにアクチュエータが設けてある。このアクチュエータは、サーボバルブ４４で制御される油圧式線形位置トランスジューサ４２（図１に示す）、ステッパモータ４０（図２に示す）、あるいはその他の同等の手段を備えていてもよい。油圧式アクチュエータは、動作が素早く、且つ現在実用可能なステッパモータよりも素早く一時的な圧力変化を補償できるので好ましい。従来技術の操業では、持ち上げロールは図１に実線で示した離脱位置か仮想線で示した完全係合位置のいずれかにある。完全係合位置では、持ち上げロールがストリップを持ち上げて下面塗布ロールから引き離し、ストリップの継ぎ目を通過させる。本発明によれば、図２に示したように持ち上げロールは部分係合位置にまで移動して下面塗布ロール外周のストリップ巻き付き各を制御することにより、ロールとストリップとの間の力を調節する。この位置の特徴は、持ち上げロールおよび下面塗布ロールの両方がストリップに接触していることである。ストリップ下面に塗布される塗膜厚さは、ストリップと下面塗布ロールとの間の圧力を調節して下面塗布ロール外周のストリップ巻き付き各を制御することにより制御できる。図３は下面塗布ロールおよびストリップに作用する力を示しており、仮想線で示したストリップ位置Ｔ’は持ち上げロールが部分係合位置にある場合に対応する。説明を簡単にするために、バックアップロールから下面塗布ロールに直接向かうストリップの進行経路は水平であり、且つ懸垂線の形状（従って、ストリップの張力Ｔと、ストリップが下面塗布ロールを離れる位置での水平から外れる角度βと）は一定に維持されると仮定する。持ち上げロールを離脱位置にすると、巻き付き角θ＝β、ストリップにかかる法線力Ｎ₁はＮ₁＝２Ｔｓｉｎ（β／２）でありその鉛直成分Ｎ_y＝Ｔｓｉｎβ、水平成分Ｎ_x＝Ｔｃｏｓβである。持ち上げロールを部分係合位置にまで上昇させると、この位置では持ち上げロールから下面塗布ロールへのストリップ進行経路が水平よりも上向きに角度αになっており、巻き付き角はβ−αに減少し、法線力Ｎ₂はＮ₂＝２Ｔｓｉｎ（（β−α）／２）である。力は鉛直成分がＮ_y＝Ｔｓｉｎβ−Ｔｓｉｎαであり、水平成分はこれと相似関係のＮ_xである。（図３中でこれら力の成分を示す矢印は、図示の都合上符号を考慮していないので、実際とは異なる方向のものもある。）ストリップと下面塗布ロールとの間の圧力は直接には測定しない。下面塗布ロールと下面伝達ロールとの間の挟み部にかかる圧力もある。その鉛直成分Ｐ_yと水平成分Ｐ_xがある。挟み力が既知であり、その角度が既知であるから、水平成分および垂直成分は既知である。塗布ロールとストリップとの間の法線力Ｎは下記式の関係がある。Ｎ²＝Ｎ_x ²＋Ｎ_y ² 水平力の測定は下記の値を有し、Ｐ_x＋Ｎ_x＝Ｘ鉛直力の測定は下記の値を有する。Ｐ_y＋Ｎ_y＝Ｙこのように、関係式が３つあり、未知量がＮ_xおよびＮ_yの２つだから、これらの未知量は直ちに算出できるので、ストリップと塗布ロールとの間の法線力が求まる。水平および鉛直の力ＸおよびＹは、下面塗布ロールに圧力トランスジューサまたはロードセル（前者は流体の圧力を測定により作用し、後者は圧電効果により作用する）のような力測定装置４６を結合して測定する。法線力は上記の各関係式を逆に使って求まる。塗料の既知の性質と塗装機の形状に基づいて上記測定した力を変換し、ストリップの下面に塗布される塗膜厚さの測定を行う。このようにして力の測定により間接的に厚さ測定が行われる。必要であれば、必要な力をパラメータとして設定し、力の測定からフィードバックして、シート張力、振動等にかかわらず力を必要値に保ことができる。望ましくは、従来の湿潤厚さ測定装置４７を下面塗布ロールの数ｃｍ下流に配置して、下面塗布ロールからストリップに伝達される膜の厚さを直接測定してもよい。乾燥厚さ測定装置（図示せず）を用いて炉を通過した後のストリップの塗膜厚さを測定することもできるが、この位置では測定と制御との間に遅れがあるため、非常に短周期の一時的厚さ変動を避ける制御ができない。必要なら、このような乾燥厚さ検知器を用いて絶対厚さ測定と制御を行い、より下面塗布ロールに近い検知器を用いて所望厚さからの変動を最小化することもできる。湿潤厚さ検知器からのフィードバックも用いて、持ち上げロールを制御すなわち塗布ロールとストリップとの間の圧力を制御することにより塗膜厚さを制御することもできる。この実施態様においては、圧力の直接測定を行って目標圧力を設定し、厚さ検知器からのフィードバックによりこの目標圧力を維持するようにしてもよい。この塗装装置は、乾燥炉の入口に隣接して近接検知器４９も設けてよい。この近接検知器は移動しているストリップと検知器との距離を検知する。ストリップ懸垂線の振動には、炉の入口でのストリップ高さの変化で代表されるものもある。この振動があると塗布ロール外周のストリップ巻き付き角が変化する可能性がある。塗布ロール上のストリップの見掛け張力を変化させる振動もある。巻き付き角の変化は、持ち上げロール位置を逆方向に変化させてこれを相殺し、一定の巻き付き角に維持することができる。張力の変化は、ロール圧力検知器によってこれを検知し持ち上げロールの調節により相殺することができる。湿潤厚さ検知器、ストリップ力または圧力測定トランスジューサ、および近接検知器の各出力をフィードバックサーボループ制御器４８に接続する。このサーボループ制御器は、キーボードまたは遠隔コンピュータのような入力装置５０によって制御する。サーボループ制御器の出力を、持ち上げロール用のアクチュエータ４２と、下面塗布ロール駆動モータ（図示せず）用の速度制御器と、下面伝達ロール用の油圧アクチュエータ３２との接続する。ストリップ下面に塗布される塗膜厚さの制御は下記の工程により実現できる。ａ．入力装置からサーボループ制御器に下面塗装の目標厚さを入力する工程、ｂ．測定装置（例えば湿潤厚さ検知器または力トランスジューサ）によってストリップ下面の塗膜厚さを測定し、および／または下面塗布ロールの下流でストリップの位置を検知する工程、および、それに代えてまたはそれと共に、ｃ．持ち上げロールを昇降させて所望目標厚さを得る工程、またはｄ．下面塗布ロールの回転速度を調節して所望目標値を得る工程、またはｅ．下面塗布ロールと下面伝達ロールとの間の挟み圧力を調節して所望目標厚さを得る工程、およびｆ．工程ｂから（新たな目標を設定したときには工程ａから）の手順を繰り返す工程。上記のプロセスは多数の公知フィードバックアルゴリズムによって実行できる。例えば一つの方法として、ストリップと下面塗布ロールとの間の実測圧力と目標圧力との差にかかわらず一定差分だけ持ち上げロールを昇降させることができる。また別の方法として、実測圧力と目標圧力との差に比例して変化させた差分だけ持ち上げロールを昇降させる。上記の連続ストリップ塗装機の典型的な作動態様は下記のとおりである。所望の下面塗膜厚さを得るために下記の塗装機パラメータを設定する。すなわち、一例として、ストリップ速度、塗料の粘度、温度（塗料温度および／または外囲温度）、下面塗布ロール回転速度、伝達ロール回転速度、塗布ロールと伝達ロールとの間の挟み圧力、およびストリップと下面塗布ロールとの間の圧力である。最後のパラメータは、持ち上げロールの高さ調節により巻き付き角を変えることにより設定する。ストリップに負荷される圧力は、圧力を検知して持ち上げロール高さをサーボループ制御器により調節することにより一定に保つ。持ち上げロールの高さが変わると、バックアップロールと下面塗布ロールとの間でストリップが進行する距離が変わる。その結果、ストリップの相対速度と、下面塗布ロールの表面速度とが変わり得る（同じ所望の塗装作用について両者は同じである必要はない）。これらの速度変化により、塗膜に望ましくないストリークが発生する可能性がある。持ち上げロールを上昇させ、それによりストリップの進行経路が長くなる場合は、持ち上げロールの移動中に下面塗布ロールの回転速度を僅かに低下させて、進行経路の変化分を相殺する。（ストリップ進行方向とは逆向きに塗布ロールを回転する操作をする場合には、塗布ロールを僅かに加速する。）逆に、塗布ロールを降下させる場合には塗布ロールを僅かに減速する。このようにして、相対表面速度を一定に保つ。典型的には、塗布ロールの回転速度を塗布ロールの速度に連結させる。これにより伝達ロール速度を適切に調節する。乾燥炉内のストリップに振動が発生した場合には、下面塗布ロールから出てくるストリップの角度は図３に矢印Ｔ”で示したように変化する。その結果、ストリップの巻き付き角が変化し、更にストリップとロールとの間の圧力が変化する。これは、持ち上げロールの高さを変えることで相殺できる。この変化は、ストリップにかかる圧力の測定により、または近接検知器により、またはこれら両方により検知できる。下面塗布ロールから出てくるストリップの角度に変化があっら、それは炉内の懸垂線に変化があったことを表している。したがって、近接検知器からの信号を用いて持ち上げロール高さの変化または塗布ロールの回転速度の変化を予測し、放置すれば起きたはずの塗膜厚さ変化を相殺することができる。また、湿潤圧検知器からの信号を用いてロール上のストリップの新たな目標圧力、更には新たな持ち上げロール高さ、を求めるためにフィードバックすることもできるし、あるいは挟み圧力を変えもしくはロール速度を調節して塗膜厚さを変えることもできる。操業パラメータについては３またはそれ以上の情報源（例えば、圧力トランスジューサからのストリップ圧力、近接検知器からの巻き付き角の変化、および湿潤厚さ検知器からの塗膜厚さ）があり、変化できる塗装機パラメータが３またはそれ以上ある（例えば、塗布ロール速度、持ち上げロール高さおよび挟み圧力）。サーボループ制御器への検知器信号およびこの制御器からの制御関数として、これらのいずれかまたは全てを何らか組み合わせて所望の塗膜厚さを得ることができる。塗装機のパラメータの幾つかを設定しオープンループで作動させることができ、幾つかのパラメータはクローズドループで制御できる。例えば、所望ストリップ圧力を得るように持ち上げロール高さを設定し、塗装機の制御を塗布ロール速度のクローズドループ制御に限定することができる。明らかに、持ち上げロール高さをストリップ圧力の関数として制御し、および／または塗布ロール速度を持ち上げロール高さの関数として制御するアルゴリズムは容易である。これ以外のパラメータを更に検知し制御するのに伴ってアルゴリズムは複雑になり、ほぼリアルタイムで塗膜厚さを制御するためのコンピュータによる制御が必要になる。懸垂線の張力に加えて、ストリップを支持するためのガス浮揚流を用いる乾燥炉と組み合わせて用いる塗装機の場合は、本発明の厚さ制御をストリップ張力の制御と組み合わせて行うことができる。複数のガスプレナム５１が、コンプレッサー５２のような供給源からのガス浮揚流をストリップ表面に向けて導く。ガス浮揚のための適当な装置については、アメリカ合衆国特許４，２４２，８０７に記載され図示されており、その記載はここに参考として取り入れる。ガスによってストリップ表面に負荷される圧力によって、図３に示したように正味の浮揚力Ｌが生成される。懸垂線の深さで定義した炉内でのストリップ形状を、ストリップ張力Ｔと浮揚力Ｌとを変化させることにより維持することができる。（浮揚力Ｌが存在するとストリップの形状は真の懸垂線からは外れるが、ここでは懸垂線という用語を用いる。）ＬとＴとの関係は必ずしも全く逆ではなく、ここの装置の形状に依存している。そのため、前記の式に従ってストリップと塗布ロールとの間の力に影響するＴを制御できる。従来知られている種々の手段によりガス供給源からのガス圧力またはプレナムを通るガス流を変化させることにより浮揚力Ｌを変化させることができる。同様に、巻き取り機３６その他の受入れ装置によってストリップに負荷される力を変化させることによって、すなわち、例えば取り込み機（図示せず）を駆動するＤＣモータ（図示せず）によって負荷されるトルクを変化させる手段によって、張力Ｔを制御することができる。巻き取り機その他の受入れ装置と共に、プレナムまたはガス供給源５２を制御装置４８またはコンピュータに接続して浮揚力および張力を制御することができる。この場合、塗装機のパラメータを制御する工程と同時に、張力および浮揚力を下記のような工程によって同様に制御することができる。ａ．目標厚さを入力する工程、ｂ．ストリップ下面の塗膜厚さを測定する工程、および下記のいずれか、ｃ．測定された厚さが目標厚さよりも小さい場合は、受入れ装置によってストリップに負荷される張力を減少させ且つ浮揚流によってストリップに負荷される浮揚力を増加させる工程、またはｄ．測定された厚さが目標厚さよりも大きい場合は、受入れ装置によってストリップに負荷される張力を増加させ且つ浮揚流によってストリップに負荷される浮揚力を減少させる工程、およびｅ．工程ｂを繰り返す工程。このフィードバックループの内部で、もう一つのフィードバックループを懸垂線の深さを測定する手段と組み合わせて用い、張力に対して浮揚力をバランスさせ、懸垂線の深さを一定に維持するようにすることができる。形状および物理的性質が既知である場合には、下面塗布ロールにかかる力を直接測定する必要はないが、持ち上げロール高さ（ストリップが持ち上げられる高さ）の測定の際に計算することができる。計算上は可能であるとはいっても、持ち上げ高さが小さい場合には測定が不正確になるし、角度βが小さい場合には計算が不正確になるから、圧力を直接測定する方が有利ではある。以上本発明について説明したが、これは装置構造の面でも工程手順の工程面でも本発明を実施する態様を全て説明し尽くしたものではない。塗装機については種々の構造が知られている。例えば、塗布ロールと伝達ロールとの間に計量ロールを介在させた構造もある。上面塗布ロールと下面塗布ロールが別個の機械にある構造もある。塗装機によっては、例えばバックアップロールと下面塗布ロールとの間の進行経路が水平ではなく斜面になっている構造のものもあり、そのような形状の場合は上記のように簡単な数学的関係が使えず、本発明を適用するには余り適さない。この形状はストリップから下面塗布ロールに負荷される力が大きくなるので、ストリップが下面塗布ロールから離れる位置で水平から外れた角度βがゼロに近くなる場合に大きな巻き付き角θを維持するように、浮揚式の炉を用いる場合に特に望ましい。実際上は難しいが、もちろん下面塗布ロールの昇降も制御してこのロール外周のストリップ巻き付き角を変化させることも可能である。このように以上の記載は本発明を説明する典型例を示したものである。本発明の分野の当業者には、本発明の範囲内で且つ本発明による効果が達成される他の構成が可能であることは十分に認識されよう。したがって以下の請求項は、以上に説明および図示した態様だけでなく、特に断らない限り本発明の原理の範囲内にある他の態様をも含むものとして理解されるべきである。

Claims

【特許請求の範囲】１．材料のストリップの上面に塗膜を塗布する上面塗布ロール、上記上面塗布ロールに隣接して配置され、上記ストリップを位置決めするバックアップロール、上記ストリップが上記バックアップロールを離れた後に上記ストリップ材の下面に塗膜を塗布する下面塗布ロール、上記下面塗布ロールに塗料を伝達する伝達ロール、上記下面塗布ロールと上記バックアップロールとの間に配された持ち上げロール、上記持ち上げロールを昇降させるアクチュエータ手段、上記ストリップの下面の塗膜厚さを測定する測定手段、および厚さ測定結果を受け入れるために上記測定手段に連結され、持ち上げロール位置、下面塗布ロール速度、および上記伝達ロールと上記下面塗布ロールとの間の挟み圧力から成る群から選択された塗装機作動パラメータを制御するフィードバック手段、を備えた連続ストリップ塗装機。２．塗膜厚さを測定する上記測定手段が、上記ストリップから上記下面塗布ロールに負荷される圧力を測定する圧カトランスジューサ、上記下面塗布ロールに隣接した湿潤厚さ検知器、および上記下面塗布ロールを離れた後の上記ストリップに隣接する近接検知器から成る群から選択された検知器である請求項１記載の連続ストリップ塗装機。３．上記測定手段が、上記ストリップから上記下面塗布ロールに負荷される圧力を測定する手段を備え、上記フィードバック手段が上記持ち上げロールを昇降する上記アクチュエータと連結している請求項１記載の連続ストリップ塗装機。４．下面塗布ロール速度を持ち上げロール位置の関数として変化させる手段を更に備えている請求項３記載の連続ストリップ塗装機。５．下記の工程：ａ．目標厚さを入力する工程、ｂ．上記ストリップの下面の塗膜厚さを測定する工程、および次のｃ，ｄのいずれか、ｃ．上記測定された厚さが上記目標厚さよりも小さい場合は上記持ち上げロールを上昇させる工程、またはｄ．上記測定された厚さが上記目標厚さよりも大きい場合は上記持ち上げロールを下降させる工程、およびｅ．工程ｂを繰り返す工程、によって上記アクチュエータ手段を制御する請求項１記載の連続ストリップ塗装機。６．上記測定手段が、上記ストリップから上記下面塗布ロールに負荷される力を測定するために上記下面塗布ロールに連結された圧力トランスジューサを含む請求項１記載の連続ストリップ塗装機。７．上記下面塗布ロールの下流にある乾燥炉、上記乾燥炉内の上記ストリップの振動を検知する手段、および検知された振動に応じて塗装機作動パラメータを変化させる手段、を更に備えた請求項１記載の連続ストリップ塗装機。８．バックアップロール、塗装対象であるストリップを、上記バックアップロールの外周を進行させる手段、上記バックアップロールから離して配置され、上記ストリップが上記バックアップロールを離れた後に上記ストリップの下面に塗膜を塗布する下面塗布ロール、上記バックアップロールから出たストリップを、上記下面塗布ロールの頂部を経由させ、上記下面塗布ロールより先方にある乾燥炉内へ進行させる手段、上記バックアップロールと上記下面塗布ロールとの間にあって上記ストリップを昇降させる持ち上げロール、上記ストリップの下面の塗膜厚さを測定する測定手段、および上記ストリップの下面と塗膜厚さ測定値と所定の塗膜厚さとの差に応じて上記持ち上げロールを移動させる手段、を備えた連続ストリップ塗装機。９．上記測定手段が、上記ストリップから上記下面塗布ロールに負荷される力を測定するために上記下面塗布ロールに連結された圧力トランスジューサを含む請求項８記載の連続ストリップ塗装機。１０．上記持ち上げロールを移動させる上記手段が、上記持ち上げロールを昇降させるアクチュエータ手段と、厚さ測定値を受け入れるために上記測定手段に連結され、上記アクチュエータ手段を制御するフィードバック手段とを備えた請求項８記載の連続ストリップ塗装機。１１．バックアップロール、塗装対象であるストリップを、上記バックアップロールの外周を進行させる手段、上記バックアップロールから離して配置され、上記ストリップが上記バックアップロールを離れた後に上記ストリップの下面に塗膜を塗布する下面塗布ロール、上記バックアップロールから出たストリップを、上記下面塗布ロールの頂部を経由させ、上記下面塗布ロールより先方にある乾燥炉内へ進行させる手段、上記バックアップロールと上記下面塗布ロールとの間にあって上記ストリップを昇降させる持ち上げロール、上記ストリップから上記下面塗布ロールに負荷される圧力を測定する測定手段、および上記測定手段と上記持ち上げロールに連結され、圧力測定値を受け入れて上記ストリップと上記下面塗布ロールの間の圧力を一定に維持するフィードバック手段、を備えた連続ストリップ塗装機。１２．上記フィードバック手段が、上記持ち上げロールの位置を制御するために上記持ち上げロールのためのアクチュエータに連結されている請求項１１記載の連続ストリップ塗装機。１３．上記下面塗布ロールの回転速度を、上記持ち上げロールの位置変化の関数として調節する手段を更に備えた請求項１１記載の連続ストリップ塗装機。１４．バックアップロール、塗装対象であるストリップを、上記バックアップロールの外周を進行させる手段、上記バックアップロールに隣接し、上記バックアップロールから出たストリップの反対側にあって、上記ストリップの上面に塗膜を塗布する上面塗布ロール、上記バックアップロールから離して配置され、上記ストリップが上記バックアップロールを離れた後に上記ストリップの下面に塗膜を塗布する下面塗布ロール、上記バックアップロールから出たストリップを、上記下面塗布ロールの頂部を経由させ、上記下面塗布ロールより先方にある乾燥炉内へ進行させる手段、上記バックアップロールと上記下面塗布ロールとの間の空間の一部にある上記ストリップを上昇させる持ち上げ手段、上記ストリップの下面の塗膜厚さを測定する手段、および上記ストリップの下面の塗膜厚さ測定値と所定塗膜厚さとの差に応じて上記持ち上げ手段を制御する制御手段、を備えた連続ストリップ塗装機。１５．塗装機内を進行しているストリップを位置決めするバックアップロール、上記下面塗布ロール外周のストリップ巻き付き角によって規定される弧に上記ストリップを接触させるように配置され、上記下面塗布ロールを離れた後のストリップの下面に塗膜を塗布する下面塗布ロール、上記ストリップの下面に塗布された塗膜の厚さを測定する厚さ測定手段、上記下面塗布ロール外周の上記ストリップ巻き付き角を変化させる手段、および上記厚さ測定手段に連結され、上記巻き付き角を変化させる手段を制御する制御手段、を備えた連続ストリップ塗装機。１６．上記塗膜厚さ測定のための上記厚さ測定手段が、上記ストリップから上記下面塗布ロールに負荷される圧力を測定する圧力トランスジューサ、上記下面塗布ロールに隣接した湿潤厚さ検知器、および上記下面塗布ロールを出たストリップに隣接した近接検知器から成る群から選択された検知器である請求項１５記載の連続ストリップ塗装機。１７．上記巻き付き角を変化させる手段が、上記バックアップロールと上記下面塗布ロールとの間にあって上記ストリップを昇降させる持ち上げロールを備えている請求項１５記載の連続ストリップ塗装機。１８．材料のストリップの上面に塗膜を塗布する上面塗布ロール、上記材料のストリップを上記上面塗布ロールに押し付けて位置決めするバックアップロール、上記バックアップロールを離れた後の上記ストリップに接触するように配置され、上記ストリップの下面に塗膜を塗布する下面塗布ロール、上記ストリップと上記下面塗布ロールとの間の力を測定する力測定手段、上記ストリップと上記下面塗布ロールとの間の上記力を変化させる手段、および上記力測定手段に連結していて、上記ストリップと上記下面塗布ロールとの間の力を変化させる手段を制御する制御手段、を備えた連続ストリップ塗装機。１９．上記ストリップと上記下面塗布ロールとの間の力を変化させる上記手段が、上記ストリップの張力を変化させる手段を備えている請求項１８記載の連続ストリップ塗装機。２０．上記下面塗布ロールを出た後の上記ストリップを受容するように配置され、上記ストリップに塗布された塗膜を乾燥させる乾燥炉、上記乾燥炉内にあり、ガス供給源に接続されていて、上記ストリップに浮揚力を負荷する浮揚流を生成する複数のプレナムを備えた浮揚手段、上記乾燥炉を出た上記ストリップを受入れ且つ支持し、上記ストリップに張力を負荷する受入れ手段、上記下面塗布ロールと上記バックアップロールとの間に配置された持ち上げロール、および上記持ち上げロールを昇降させて、上記ストリップから上記下面塗布ロールに負荷される力を変えるアクチュエータ手段、を更に備えた請求項１８記載の連続ストリップ塗装機。２１．上記ストリップと上記下面塗布ロールとの間の上記力を変化させる手段が、上記浮揚手段と上記受入れ手段を備え、下記の工程: ａ．目標厚さを入力する工程、ｂ．上記ストリップの下面の塗膜厚さを測定する工程、および次の工程ｃ，ｂのいずれか、ｃ．上記測定された厚さが上記目標厚さよりも小さい場合は、上記受入れ手段から上記ストリップに負荷される上記張力を減少させ且つ上記浮揚流から上記ストリップに負荷される上記浮揚力を増加させる工程、またはｄ．上記測定された厚さが上記目標厚さよりも大きい場合は、上記受入れ手段から上記ストリップに負荷される上記張力を増加させ且つ上記浮揚流から上記ストリップに負荷される上記浮揚力を減少させる工程、およびｅ．工程ｂを繰り返す工程、によって制御される請求項１８記載の連続ストリップ塗装機。２２．上記ストリップと上記下面塗布ロールとの間の力を変化させる上記手段が、上記下面塗布ロールと上記バックアップロールと間にある持ち上げロール、上記持ち上げロールを昇降させるアクチュエータ手段、および上記力測定手段に対応して上記持ち上げロールの高さを変化させるフィードバック手段、を備えている請求項１８記載の連続ストリップ塗装機。２３．連続ストリップ塗装機内を進行している材料のストリップの下面の塗膜厚さを制御する方法であって、下記の工程：上記ストリップの下面の塗膜厚さを測定を、下記：上記ストリップから、上記ストリップの下面に塗料を塗布するロールに負荷される圧力を検知する工程、上記ストリップの下面に塗料を塗布するロールに隣接して、上記ストリップの下面の湿潤状態の塗膜の厚さを検知する工程、および乾燥炉内の上記ストリップの振動を検知する工程、から成る群から選択された工程によって行う工程、および上記ストリップの下面の塗膜厚さ測定値に対応して塗装機作動パラメータの制御を、下記：上記ストリップの下面に塗料を塗布するロールの外周の上記ストリップの巻き付き角を変化させる工程、上記ストリップの下面に塗料を塗布するロールの回転速度を変化させる工程、および塗料伝達ロールと、上記ストリップの下面に塗料を塗布するロールとの間の挟み圧力を変化させる工程、から成る群から選択された工程によって行う工程、を含む塗膜厚さ制御方法。