JPH0999271A - ロールコータ型塗装装置における塗膜厚制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロールコータ型塗装装置により冷延鋼板等の
帯状材に連続的に塗布を行う際、膜厚を高精度にフィー
ドバック制御して高精度の塗膜厚を得ることができる塗
膜厚制御方法に関する。 【解決手段】 ロールコータ型塗装装置の塗膜厚制御方
法において、未乾燥状態の塗装膜厚を測定する未乾燥膜
厚測定装置と乾燥装置出側に設置され乾燥状態の塗装膜
厚を測定する乾燥膜厚測定装置を備え、両者の測定膜厚
値を比較して、その偏差に基づいて未乾燥膜厚測定装置
による塗膜厚を算出する近似式のパラメータを修正し、
この修正された近似式により算出された未乾燥膜厚によ
り、ロールコータヘッドのロール間の押し込み量に対し
フィードバック制御を行い、所要の塗装膜厚に制御す
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、ロールコータ型塗
装装置により冷延鋼板等の帯状材に連続的に塗布を行う
際、膜厚を高精度にフィードバック制御して高精度の塗
膜厚を得ることができる塗膜厚制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼板や紙等の帯状材に連続的に塗
料を塗布する場合、ロールコータ型塗装装置が最も広く
用いられている。一般に、鋼板の連続塗装に使用される
ロールコータ型塗装装置は、塗料パン内の塗料を引き上
げる鋼製のピックアップロールと該ピックアップロール
から塗料を受け取り鋼板の表面に塗料を転写して塗装す
るためのゴムライニングされたアプリケータロールの２
本のロール、または更にアプリケータロールに連接した
メータリングロールの３本のロールから構成されてい
る。

【０００３】このロールコータで塗装する場合、塗装膜
厚の制御は、鋼板の搬送速度に対して、ロールの周速
比、ピックアップロールとアプリケータロール間、また
はアプリケータロールとメータリングロール間の押し込
み状態、更に鋼板とアプリケータロール間の押し込み状
態を適宜制御することによって行われている。昨今、電
気製品、自動車等に広く塗装鋼板が使用されるようにな
り、防錆性、加工性及び溶接性等への要求から、塗装膜
厚への要求精度も非常に高いものとなってきた。

【０００４】従来、ロールコータで塗装する場合の塗装
膜厚のフィードバック制御方法としては、特公昭６０−
５４１１０号公報に開示されているような、乾燥状態に
おける膜厚を測定し、塗装部へフィードバックする方
法、特開昭６３−２４２３７６号公報に開示されている
ような、未乾燥塗膜厚を測定しフィードバックする方
法、特公昭６１−２０３１号公報に開示されているよう
な、未乾燥膜厚と乾燥膜厚の両方を測定し、両者の測定
偏差を希釈率補正信号としてフィードバックする方法等
がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記特公昭６０−５４
１１０号公報に開示されている、乾燥膜厚を測定し塗装
部へフィードバックする方法では、乾燥膜厚を測定する
ため、測定精度は比較的高く維持できるが、塗膜が鋼板
上に形成されてから乾燥炉、冷却装置を経て塗膜厚測定
装置へ至るまでに時間がかかるため、この時間内での膜
厚変動は、制御には反映されないことになる。

【０００６】また、特開昭６３−２４２３７６号公報に
開示されている、未乾燥塗膜厚を測定し、その測定値に
基づいてフィードバック制御する方法では、オンライン
で未乾燥塗膜厚を測定する方法の測定精度は、乾燥塗膜
の膜厚測定精度に比べ低く、被塗装母材の材質・板厚・
めっきの種類（厚み）、更に塗料に関しては塗料の顔料
や溶剤の種類、希釈率及び最終的な塗膜厚の影響を大き
く受けるために、この測定値に基づくフィードバック制
御により、所要膜厚を高精度で維持することは困難であ
る。

【０００７】更に、特公昭６１−２０３１号公報に開示
されている、未乾燥膜厚と乾燥膜厚の両方を測定し、両
者の比に基づいて希釈率変化を補正しつつ膜厚を制御す
る方法では、未乾燥膜厚の測定は前記の種々の因子の影
響を受けるため、膜厚の制御精度は低くなってしまう。

【０００８】前記のごとく、従来のロールコータ型塗装
装置におけるフィードバック制御による塗膜の膜厚制御
方法には、いずれもなんらかの問題点があった。本発明
は、これらの問題点を排除し、常に高精度で膜厚を制御
できる塗膜厚制御方法を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するため、種々と実験研究を重ねた結果、連続的
に移動する帯状材に塗装される膜厚に対して、未乾燥状
態の塗装膜厚を測定する未乾燥膜厚測定装置と乾燥状態
の塗装膜厚を測定する乾燥膜厚測定装置による膜厚測定
値の偏差に基づいてロール間の押し込み量をフィードバ
ック制御することにより、高精度で安定した膜厚制御が
可能なことを知見した。本発明は、前記知見に基づいて
完成されたものである。

【００１０】すなわち、本発明は、乾燥装置を備え帯状
材に連続塗布するロールコータ型塗装装置の塗膜厚制御
方法において、帯状材上に形成された未乾燥状態の塗装
膜厚を測定する未乾燥膜厚測定装置と乾燥装置出側に設
置され乾燥状態の塗装膜厚を測定する乾燥膜厚測定装置
を備え、両者の膜厚測定値を比較し、その偏差に基づい
て未乾燥膜厚測定装置による塗膜厚を算出する近似式の
パラメータを修正し、この修正された近似式により算出
された未乾燥膜厚により、ロールコータヘッドのロール
間の押し込み量に対しフィードバック制御を行い、所要
の塗装膜厚に制御することを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】鋼板上の膜厚を測定する方法に
は、放射線の塗膜や鋼板での吸収や散乱を利用する方法
がある。この方法の基本構成は、鋼板に対して垂直位置
に、放射線の線源と検出器を配し、塗膜に対し線源より
β線を照射し、鋼板で散乱を受けた後方散乱線を検出す
ることにより塗膜厚を推定する方法が採られている。こ
の際、散乱強度に関しては、塗膜厚との間に近似的な実
験式が存在するため、この関係に基づいて散乱強度から
膜厚を算出することができる。この際の近似式は１式に
示すとおりである。

【００１２】

【数１】 ｔ ： 塗膜厚 Ｉ ： 測定散乱強度 Ｉ_o ：
母材の散乱強度 Ｉ_s ： 塗料の飽和散乱強度 α ： 塗料
の線吸収係数

【００１３】従来のβ線を利用した膜厚測定方法では、
オフラインで母材及び塗膜厚が既知であり、溶剤種及び
顔料濃度が限定された塗料種の塗膜に対してＩ_o、Ｉを
測定し、この結果により式中のパラメータＩ_sとαを導
出し膜厚を算出する。

【００１４】しかし、実操業における塗布においては、
連続的に長時間塗布を行うため、図１に示すように塗料
の温度、濃度が大きく変化し、前記近似式中のパラメー
タαは図２（Ａ）に、またパラメータＩ_sは図２（Ｂ）
に示すように変化してしまう。そのため、前記のような
オフラインでの測定データに基づくパラメータでの膜厚
測定精度の維持は困難となる。また、塗料種、塗料中の
顔料種、めっき厚に対しても前記のようなパラメータの
変化が現れるため、従来法では多種のオフラインでのデ
ータが要求されることになる。

【００１５】そこで、本発明では、図３に示す計算ルー
チンを組み、顔料濃度、溶剤種等の影響を受けることな
く、より精度良く測定できる乾燥塗膜厚の測定結果を利
用して、近似式中のパラメータを修正しながら未乾燥塗
膜厚を算出することにより、図４に示すように膜厚測定
精度の向上を図ることができる。図４は、乾燥膜厚のみ
の測定でパラメータの修正を行わない従来法とパラメー
タの修正を行う本発明法の膜厚測定精度を比較したもの
で、本発明法は従来法に比べ誤差が少なく膜厚測定精度
が優れていることがわかる。

【００１６】本発明による膜厚測定方法により膜厚制御
を行う場合、長時間の連続塗布時の塗料の状況すなわち
温度、顔料濃度の変動による膜厚測定精度の低下を防止
し、フィードバック制御が可能になるため、図５に示す
ように、乾燥塗膜厚のみによる制御の従来法１及び未乾
燥膜厚のみによる制御の従来法２に比べ本発明法は精度
誤差が少なく、高精度塗膜厚管理が可能なことがわか
る。

【００１７】以上により本発明は、連続塗装ライン中の
塗膜形成直後及び乾燥炉出側位置に放射線の線源と検出
器を設け、各位置での散乱強度を測定し、その測定値を
比較することにより、純粋に膜厚の変化による散乱強度
の変化のみを抽出し、これに基づいて散乱強度と未乾燥
膜厚の関係を示す近似式中の補正パラメータを修正する
ことにより、未乾燥状態での塗膜厚を高精度に測定する
ことが可能となり、この高精度に測定された未乾燥膜厚
により、ロールコータヘッドのロール間の押し込み量に
対しフィードバック制御を行うことにより、所要の膜厚
精度を得ることができる。

【００１８】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図６は本発明の塗膜厚制御方法を実施するための一装置
例を示すもので、ピックアップロール１と表面が弾性材
よりなるアプリケータロール２及び帯状材を支持するバ
ックアップロール３を含んで構成されるロールコータ型
塗装装置で、塗料５を塗布して塗膜を形成した鋼板４
は、乾燥炉・冷却装置６で乾燥するように構成されてい
る。この塗装装置において、バックアップロール３に近
接した位置に未乾燥塗膜厚測定装置７が設置され、ま
た、乾燥炉・冷却装置６の出側には乾燥塗膜厚測定装置
８が設けられており、それらの測定装置で計測された測
定値は制御用計算機９に入力され、制御用計算機９から
の制御信号は塗膜厚制御用アクチュエータ１０に出力し
てピックアップロール１とアプリケータロール２間の押
し込み量をフィードバック制御するように構成されてい
る。

【００１９】前記未乾燥及び乾燥塗膜厚測定装置は、β
線を使用した放射線源と散乱強度を測定する検出器から
なる。該測定装置からの塗膜厚測定値は、制御用計算機
９に取り込み記憶させ、未乾燥塗膜厚測定装置７の設置
位置と乾燥塗膜厚測定装置８の設置位置間を鋼板が走行
するのに要する時間的なずれを補正し、鋼板上の同位置
に相当する未乾燥状態及び乾燥状態での散乱強度を対応
させる。

【００２０】１式に示す膜厚を算出する近似式に対して
は、同位置における未乾燥及び乾燥状態の測定値から揮
発分の散逸による膜厚の現象を考慮した差を、散乱強度
から膜厚を導出する近似式のずれによる未乾燥膜厚の測
定誤差とし、この近似式を常時修正すると共に、この修
正近似式により算出した未乾燥膜厚により、ロールコー
タヘッドにおいてピックアップロール１とアプリケータ
ロール２間の押し込み量をフィードバック制御する。

【００２１】このフィードバック制御により制御への時
間的なずれを防止できると共に、高精度で測定できる乾
燥膜厚の乾燥塗膜厚測定装置の指示を制御に反映させる
ことができる。

【００２２】本発明に基づく実施例（本発明法）の所要
膜厚に対する実膜厚の追随性を図７に示す。図には比較
のため従来法による未乾燥塗膜厚によるフィードバック
制御（従来法１）と乾燥塗膜厚によるフィードバック制
御（従来法２）の結果をも示した。

【００２３】図７より、本発明法による制御では、制御
に時間的な遅れは発生しておらず、膜厚精度の高いこと
がわかる。一方、従来法１、２はいずれも制御に大きな
時間的な遅れが見られ、膜厚管理の精度が低いことがわ
かる。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、オンラインで冷延鋼板等の帯
状材に連続的に塗装が行われる際、乾燥膜厚の測定結果
により、未乾燥膜厚測定装置を補正しつつ、塗装膜厚に
対するフィードバック制御を行うことにより、制御の時
間的ずれを防ぎ、高精度での膜厚管理が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋼板への長時間連続塗布時の塗料の濃度及び温
度の変化を示すグラフである。

【図２】鋼板への長時間連続塗布時の塗料の濃度の変化
による近似式中のパラメータの変化を示すグラフで、
（Ａ）はパラメータα、（Ｂ）はパラメータＩ_sであ
る。

【図３】本発明における計算ルーチンを示すブロック図
である。

【図４】近似式のパラメータの補正を行う本発明法と、
パラメータの補正を行わない従来法による、連続塗装に
おける膜厚測定精度を比較して示すグラフである。

【図５】本発明法と従来法１（乾燥塗膜厚のみによる制
御）及び従来法２（未乾燥塗膜厚のみによる制御）によ
る、連続塗装における膜厚精度を比較して示すグラフで
ある。

【図６】本発明の塗膜厚制御方法を実施するための装置
例の説明図である。

【図７】本発明法と従来法１（乾燥塗膜厚のみによる制
御）及び従来法２（未乾燥塗膜厚のみによる制御）によ
る、連続塗装における所要膜厚に対する追随性を比較し
て示すグラフである。

【符号の説明】

１ ピックアップロール ２ アプリケータロール ３ バックアップロール ４ 鋼板 ５ 塗料 ６ 乾燥炉・冷却装置 ７ 未乾燥塗膜厚測定装置 ８ 乾燥塗膜厚測定装置 ９ 制御用計算機 １０ 塗膜厚制御用アクチュエータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乾燥装置を備え帯状材に連続塗布するロ
   ールコータ型塗装装置の塗膜厚制御方法において、帯状
   材上に形成された未乾燥状態の塗装膜厚を測定する未乾
   燥膜厚測定装置と乾燥装置出側に設置され乾燥状態の塗
   装膜厚を測定する乾燥膜厚測定装置を備え、両者の膜厚
   測定値を比較し、その偏差に基づいて未乾燥膜厚測定装
   置による塗膜厚を算出する近似式のパラメータを修正
   し、この修正された近似式により算出された未乾燥膜厚
   により、ロールコータヘッドのロール間の押し込み量に
   対しフィードバック制御を行い、所要の塗装膜厚に制御
   することを特徴とするロールコータ型塗装装置における
   塗膜厚制御方法。