(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コータ設備の下流側で幅方向の少なくとも３箇所で計測した塗膜厚に基づいて、該コータ設備に設けられた膜厚調整用ロールのニップ圧を操作することにより、搬送速度が１０〜１００ｍ/分の範囲で変化する帯板に塗布する塗料の塗布量を制御するコータ設備の塗布量制御方法において、初期の設定ニップ圧を帯板搬送速度の増加関数として予め定めた基準ニップ圧で与え、塗布量制御中は、所定の周期で、前記計測した塗膜厚データから、幅方向で計測された塗膜厚値の平均値または中央位置の値を実績塗膜厚ｄｍとし、実績塗膜厚ｄｍと目標塗膜厚ｄ０の差（ｄｍ−ｄ０）のＰＩ制御出力を用いて決定した長手補正率α、および、板幅両端部間の塗膜厚データとして左塗膜厚データｄＬと右塗膜厚データｄＲの差（ｄＬ−ｄＲ）のＰＩ制御出力を用いて決定した幅補正率βＬ、βＲを用い、更新後の左、右の設定ニップ圧ＰＬ（ｖ）、ＰＲ（ｖ）を、
ＰＬ（ｖ）＝現在の左設定ニップ圧ＰＬ１×長手補正率α×左の幅補正率βＬ、および、
ＰＲ（ｖ）＝現在の右設定ニップ圧ＰＲ１×長手補正率α×右の幅補正率βＲ
、なる式で算出することにより左右の各設定ニップ圧を操作することを特徴とするコータ設備の塗布量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コータ設備の塗布量制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯板を塗装するためのコータ設備には、スプレーコータ、ロールコータ（例えば非特許文献１）などがある。スプレーコータでは、例えば図２に示すように、矢示２の方向に帯板１を搬送しながら、塗料吹き付けノズル４で帯板１に塗料３を吹き付けて布く。ロールコータでは、例えば図３に示すように、矢示２の方向に帯板１を搬送しながら、アプリケータロール９で塗料３を転写して布く。コーティングロール９への塗料３の転写は、塗料パン８に浸したピックアップロール１０からトランスファーロール１１を介して行なわれる。
【０００３】
図２に示したコータ設備では、塗料を布かれた帯板１は、ロール５を押付けて塗膜厚を調整する方法で塗布量を調整される。すなわち、ロール５を膜厚調整用ロールとし、ロール５の帯板１への押付力（ニップ圧）は、例えば下ロールを固定とした場合、図４に示すように、左、右のアクチュエータ１３に、左設定ニップ圧ＰＬ、右設定ニップ圧ＰＲをそれぞれ入力し、各入力値（設定ニップ圧）どおりの力で上ロールの左、右の軸受を下向きに押させることにより、付与する。なお、ロール５は必要に応じてバックアップロール６により補強される。
【０００４】
また、図３に示したコータ設備では、トランスファーロール１１とピックアップロール１０との押付力（ニップ圧）を調整することにより、塗膜厚の調整が行われる。この場合、トランスファーロール１１あるいはピックアップロール１０のいずれか一方を、膜厚調整用ロールとし、ニップ圧は、例えば、ピックアップロールを固定とした場合、図５に示すように、左、右のアクチュエータ１３に、左設定ニップ圧ＰＬ、右設定ニップ圧ＰＲをそれぞれ入力し、各入力値（設定ニップ圧）どおりの力でトランスファーロールの左、右の軸受をピックアップロールへと押させることにより、付与する。
【０００５】
定常操業中は、コータ設備を出た帯板１の塗膜厚を膜厚計７で計測し、この計測値と目標値との偏差がなくなる方向に現在の設定ニップ圧を操作するフィードバック制御が行なわれる。膜厚計７は、例えば図６に示すように、板幅を横断する膜厚み走査方向の矢示１２の方向に往復走査しながら所定のサンプリング周期で塗膜厚を計測し、板幅方向の左（左１/４板幅部）、中央（中央１/２板幅部）、右（右１/４板幅部）の各部で時間平均した計測データを出力する。板幅方向の左、中央、右の各部の表面と裏面についての計測データを合計したものを左、中央、右の塗膜厚データｄＬ、ｄＣ、ｄＲとする。
【０００６】
図８は、従来のニップ圧設定方法の１例を示すフロー図である。初期の場合（塗布量制御に入る前）は、左、右設定ニップ圧ＰＬ、ＰＲには、基準ニップ圧Ｐ０が設定される。基準ニップ圧Ｐ０は、塗装規格別に帯板搬送速度ｖの関数Ｙ（ｖ）（モデル計算式または変換テーブル形式）として与えられる。同じ塗膜厚にするには帯板搬送速度ｖが速いほどニップ圧を高くする必要があることから、基準ニップ圧Ｐ０は、例えば図７に示すように、帯板搬送速度ｖの増加関数の形とされる。
【０００７】
初期でない場合（塗布量制御に入った後）は、左、中央、右の各塗膜厚データｄＬ、ｄＣ、ｄＲから、実績塗膜厚として例えば板幅全体での平均値ｄｍ＝（ｄＬ＋ｄＣ＋ｄＲ）/３を算出し、これと目標塗膜厚ｄ０の差（ｄｍ−ｄ０）から長手補正量ΔＰ１＝Ｋ×（ｄｍ−ｄ０）を算出し、また、左塗膜厚データと右塗膜厚データの差から幅補正量ΔＰ２＝Ｋ×（ｄＬ−ｄＲ）を算出し、更新後の左、右の設定ニップ圧ＰＬ（ｖ）、ＰＲ（ｖ）を、
ＰＬ（ｖ）＝現在の左設定ニップ圧ＰＬ１＋ΔＰ１＋ΔＰ２、および、
ＰＲ（ｖ）＝現在の右設定ニップ圧ＰＲ１＋ΔＰ１−ΔＰ２、
なる式で算出することにより、左右の各設定ニップ圧を操作している。ここで、Ｋは、塗膜厚を単位厚さ（例えば１μｍ）だけ減少させるに要するニップ圧の増分を表す影響係数であって、実験等により決定されるものである。なお、アクチュエータへは、ＰＬ（ｖ）、ＰＲ（ｖ）の変数ｖに実際の帯板搬送速度ｖを入れて計算した値が入力される。
【非特許文献１】日本鉄鋼協会編、第３版鉄鋼便覧VI、ｐ４３７、昭和５１年５月、丸善発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の方法では、帯板搬送速度を変えると実績塗膜厚が目標塗膜厚になかなか収斂せず安定制御状態を得るのが困難であった。本発明は、この憂いを解消し、帯板搬送速度を変えても容易に安定制御状態を達成できるコータ設備の塗布量制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下のとおりである。
（１）  コータ設備の下流側で幅方向の少なくとも３箇所で計測した塗膜厚に基づいて、該コータ設備に設けられた膜厚調整用ロールのニップ圧を操作することにより、搬送速度が１０〜１００ｍ/分の範囲で変化する帯板に塗布する塗料の塗布量を制御するコータ設備の塗布量制御方法において、初期の設定ニップ圧を帯板搬送速度の増加関数として予め定めた基準ニップ圧で与え、塗布量制御中は、所定の周期で、前記計測した塗膜厚データから、幅方向で計測された塗膜厚値の平均値または中央位置の値を実績塗膜厚ｄｍとし、実績塗膜厚ｄｍと目標塗膜厚ｄ０の差（ｄｍ−ｄ０）のＰＩ制御出力を用いて決定した長手補正率α、および、板幅両端部間の塗膜厚データとして左塗膜厚データｄＬと右塗膜厚データｄＲの差（ｄＬ−ｄＲ）のＰＩ制御出力を用いて決定した幅補正率βＬ、βＲを用い、更新後の左、右の設定ニップ圧ＰＬ（ｖ）、ＰＲ（ｖ）を、
ＰＬ（ｖ）＝現在の左設定ニップ圧ＰＬ１×長手補正率α×左の幅補正率βＬ、および、
ＰＲ（ｖ）＝現在の右設定ニップ圧ＰＲ１×長手補正率α×右の幅補正率βＲ
、なる式で算出することにより左右の各設定ニップ圧を操作することを特徴とするコータ設備の塗布量制御方法。
【発明の効果】
【００１０】
従来では、図８に示すように、更新後の左右の設定ニップ圧＝現在の設定ニップ圧＋長手補正量±幅補正量（；複号±は＋が左、−が右に対応）、なる式を用いてニップ圧を操作していた。この場合、例えば図９に点線で示すように、現在の設定ニップ圧Ｐ１と更新後の設定ニップ圧Ｐ２とのギャップ（操作幅）ΔＰは、帯板搬送速度ｖと関係なく一定となる。これに対し、本発明では、更新後の左設定ニップ圧ＰＬ（ｖ）＝現在の左設定ニップ圧ＰＬ１×長手補正率α×左の幅補正率βＬ、および、更新後の右設定ニップ圧ＰＲ（ｖ）＝現在の右設定ニップ圧ＰＲ１×長手補正率α×右の幅補正率βＲ、なる式を用いてニップ圧を操作するようにした。この場合、例えば図９に一点鎖線で示すように、操作幅ΔＰは、帯板搬送速度ｖの増減とともに増減する。ここで、現在の設定ニップ圧Ｐ１は、帯板搬送速度ｖの増加関数となっている。
【００１１】
すなわち、従来では、現在の設定ニップ圧の値の大小にかかわらず同じ操作幅で操作される。一方、誤差は、一般に真値に対する比率で表され、真値の大小に応じて増減するものである。それゆえ、真値（設定ニップ圧の適正値）に近づけようとするにあたり、現在の設定ニップ圧の大小にかかわらず同じ操作幅で操作する従来の方法では、現在の設定ニップ圧が小さい場合には操作幅が相対的に過大となり、あるいは現在の設定幅ニップ圧が大きい場合には操作幅が相対的に過小となって、いずれの場合も帯板の搬送速度を変えると実績塗膜厚が目標塗膜厚に安定しない。これに対し、本発明では、現在の設定ニップ圧の値の大小に応じて適正な操作幅で操作することになるので、帯板の搬送速度を変えても実績塗膜厚が目標塗膜厚に安定する。よって、本発明によれば、帯板の搬送速度が変化しても塗膜厚を安定に制御できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明によるニップ圧設定方法の１例を示すフロー図である。初期では左、右の設定ニップ圧ＰＬ、ＰＲは従来と同様にして設定する。初期以外では、計測した塗膜厚データ、例えば前記左、中央、右の各塗膜厚データｄＬ、ｄＣ、ｄＲから実績塗膜厚ｄｍ、例えばｄｍ＝（ｄＬ＋ｄＣ＋ｄＲ）/３（あるいはｄｍ＝ｄＣとしてもよい）を導出し、実績塗膜厚ｄｍと目標塗膜厚ｄ０の差（ｄｍ−ｄ０）を基に長手補正率αを決定する。また、左塗膜厚データｄＬと右塗膜厚データｄＲの差（ｄＬ−ｄＲ）を基に左、右の幅補正率βＬ、βＲを決定する。そして、更新後の左、右の設定ニップ圧ＰＬ（ｖ）、ＰＲ（ｖ）を、
ＰＬ（ｖ）＝現在の左設定ニップ圧ＰＬ１×α×βＬ、および、
ＰＲ（ｖ）＝現在の右設定ニップ圧ＰＲ１×α×βＲ、なる式で算出することにより、左右の各設定ニップ圧を操作する。
【００１３】
長手補正率αおよび左、右幅補正率βＬ、βＲは、例えば次のようにして決定するとよい。
【００１４】
長手補正率αの決定には、実績塗膜厚と目標塗膜厚の差（ｄｍ−ｄ０）のＰＩ（比例・積分）制御出力ＰＩ（ｄｍ−ｄ０）を用いる。ＰＩ（ｄｍ−ｄ０）は、所定の基準出力信号に対する、（ｄｍ−ｄ０）の比例値と（ｄｍ−ｄ０）の時間積分の比例値との和に相当する出力信号の比率を与えるが、設備によって補正する範囲を制約する必要があるので、５０％を中心とした０〜１００％の任意の範囲を採用し、これをα１とする。このα１を、α２＝α１/５０なる式で、α１として０〜１００％を採用した場合、値域が１を中心とした０〜２になるα２に変換する。この場合、α２は０〜２の値域をもつ（α１＝０、５０、１００％が、α２＝０、１、２にそれぞれ対応する）。ここで、例えば、実際には、特別な外乱がない限り０.５〜１.５の範囲を外れることはない時には、αが０.５〜１.５の範囲を外れた場合はα＝１として、すなわち、α１を２５〜７５％として、外乱が生じた場合には、設定ニップ圧の制御に反映させないようにしてもよい。
【００１５】
左、右幅補正率βＬ、βＲの決定には、板幅の両端部（左、右）間の塗膜厚データの差（ｄＬ−ｄＲ）のＰＩ制御出力ＰＩ（ｄＬ−ｄＲ）を用いる。ＰＩ（ｄＬ−ｄＲ）は、所定の基準出力信号に対する、（ｄＬ−ｄＲ）の比例値と（ｄＬ−ｄＲ）の時間積分の比例値との和に相当する出力信号の比率を与えるが、設備によって補正する範囲を制約する必要があるので、５０％を中心とした０〜１００％の任意の範囲を採用し、これをβ１とする。このβ１を、β２＝β１/５０なる式で、β１として０〜１００％を採用した場合、値域が０〜２になるβ２に変換する。この場合、β２は０〜２の値域をもつ（β１＝０、５０、１００％が、β２＝０、１、２にそれぞれ対応する）。ここで、例えば、実際には、特別な外乱がない限り０.８〜１.２の範囲を外れることはない時には、βが０.５〜１.５の範囲を外れた場合はβ＝１として、すなわち、β１を２５〜７５％とし、外乱が生じた場合には、設定ニップ圧の制御に反映させないようにしてもよい。また、右幅補正率βＲは、βＲ＝２−βＬ、で算出する。なお、この例では右側を基準としたが、左側を基準とする場合は、上記幅補正率の決定方法において（左、Ｌ）と（右、Ｒ）とを互いに入れ替えた方法によればよい。
【実施例】
【００１６】
図２、図４、図６に示した形態のコータ設備を用い、帯板として鋼帯を搬送しながら塗装する工程に、図１に示した形態で本発明を適用して塗布量制御を行い、実施例とした。鋼帯のサイズは、板厚０.３〜２.５ｍｍ、板幅７００〜１８００ｍｍの範囲内で離散的に変えられる。帯板搬送速度は１０〜１００ｍ/分の範囲内で種々の状況により連続的に変えられる。塗料は８種類のものが使用される。用いたアプリケータロールで付与できる最大のニップ圧は、１０００Ｎである。目標塗布量は、１０〜１６ｇ/ｍ２の範囲内で塗装仕様に応じて離散的に変えられる。基準ニップ圧は、塗装仕様ごとに種類を違えて帯板搬送速度と対応づけた、該対応関係が図７の形の増加関数曲線になる、テーブルで与えた。ニップ圧の更新（操作）周期は１０ｍｓとした。
【００１７】
一方、実施例において、図１に代えて図８に示した形態で従来法を適用した以外は実施例と同様にし、比較例とした。
【００１８】
実施例においては、帯板搬送速度を１０〜１００ｍ/分の範囲で変化させても安定して、目標塗膜厚に塗膜厚を制御することができたが、比較例においては、帯板搬送速度を変化させると、実際の塗膜厚が変動してしまい、安定した塗膜厚制御ができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明は、コータ設備を用いた帯板の連続塗装工程に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明によるニップ圧設定方法の１例を示すフロー図である。
【図２】スプレーコータの概要を示す側面図である。
【図３】ロールコータの概要を示す側面図である。
【図４】ロールによる塗膜厚調整方法の１例を示す正面図である。
【図５】ロールによる塗膜厚調整方法の１例を示す図である。
【図６】塗膜厚計測方法の１例を示す平面図である。
【図７】帯板搬送速度と設定ニップ圧との関係を示すグラフである。
【図８】従来のニップ圧設定方法の１例を示すフロー図である。
【図９】設定ニップ圧の操作幅を本発明と従来とで比較して示すグラフである。
【符号の説明】
【００２１】
１  帯板
２  帯板搬送方向の矢示
３  塗料
４  塗料吹き付けノズル
５  ロール（膜厚調整用ロール）
６  バックアップロール
７  膜厚計
８  塗料パン
９  アプリケータロール
１０  ピックアップロール
１１  トランスファーロール
１２  膜厚計走査方向の矢示
１３  アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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