(57)【要約】【課題】帯状体の塗料膜厚の変化を抑えるように帯状体の搬送速度の変化に対応してニップ圧を調節することを可能にする塗装膜厚の制御方法を提供する。【解決手段】鋼帯６の搬送速度の変化に対応してピックアップロール３及びアプリケータロール４間のニップ圧を調節する塗装膜厚の制御方法は、鋼帯６の搬送速度の変化の前後で塗装膜厚を一定に保つための搬送速度の変化率と搬送速度の変化に対応するニップ圧の変化率との関係を定めたモデルを設定し、搬送速度の変化に対応して、上記モデルを用いて搬送速度の変化前後での搬送速度の変化率から求められるニップ圧の変化率と、搬送速度の変化前でのニップ圧とに基づき、変化後の搬送速度に対応する目標ニップ圧を求め、目標ニップ圧へとニップ圧を制御するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピックアップロールの表面の塗料をアプリケータロールの表面に転写させ、搬送される帯状体に前記アプリケータロールの表面の塗料を転写させる塗装での前記帯状体の搬送速度の変化に対応して前記ピックアップロール及び前記アプリケータロール間のニップ圧を調節することによる塗装膜厚の制御方法において、
前記帯状体の搬送速度の変化の前後で塗装膜厚を一定に保つための前記搬送速度の変化率と前記搬送速度の変化に対応する前記ニップ圧の変化率との関係を定めたモデルを設定し、
前記搬送速度の変化に対応して、前記モデルを用いて前記搬送速度の変化前後での前記搬送速度の変化率から求められる前記ニップ圧の変化率と、前記搬送速度の変化前での前記ニップ圧とに基づき、変化後の搬送速度に対応する目標ニップ圧を求め、前記目標ニップ圧へと前記ニップ圧を制御する塗装膜厚の制御方法。
【請求項２】
前記モデルは、前記搬送速度の変化前後での前記搬送速度の変化率と、前記搬送速度の変化前後での前記ニップ圧の変化率との関係を定式化したものである請求項１に記載の塗装膜厚の制御方法。
【請求項３】
前記搬送速度の変更の要求がある場合、前記搬送速度を変更するタイミングで前記ニップ圧を前記目標ニップ圧にするように制御する請求項１または２に記載の塗装膜厚の制御方法。
【請求項４】
前記搬送速度の変化を検出する都度に、検出した前記搬送速度の変化に応じた前記目標ニップ圧を求め、前記目標ニップ圧へと前記ニップ圧を制御する１または２に記載の塗装膜厚の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロールコータを用いた塗装膜厚の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
長尺の帯状の鋼板である鋼帯を連続塗装設備において連続的に塗装する場合、ペイオフリールにセットされたロールから鋼帯を塗装ラインに連続的に払い出し、払い出されて搬送される鋼帯に対して、脱脂等の前処理、ロールコータによる塗装処理、オーブンによる乾燥処理、テンションリールによる巻き取り処理等が順次実施される。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載される塗装膜厚の制御方法に示されるように、ロールコータは、搬送される鋼帯を支持するバックアップロールと、塗料パンの塗料を引き上げるピックアップロールと、ピックアップロールから塗料を受け取ってバックアップロール上を走行する鋼帯に塗料を転写して塗装するアプリケータロールとを備えている。そして、鋼帯上への塗料の付着量つまり膜厚は、バックアップロール上を走行する鋼帯の搬送速度、ピックアップロールをアプリケータロールへ押し付ける圧力であるニップ圧等によって影響を受ける。特許文献１に記載される塗装膜厚の制御方法では、鋼帯搬送速度、アプリケータロールの周速、ピックアップロールの周速等をパラメータとして含むモデル式を用いてニップ圧と鋼帯への塗料の付着量との関係を求め、目標とする塗料の付着量を制御している。さらに、モデル式から計算上得られる塗料の付着量と操業実績から得られる塗料の付着量との関係及び鋼帯の板厚を用いて、目標とする塗料の付着量を補正している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２９８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
鋼帯への塗装の操業時、鋼帯の板厚を変更する場合、塗装ライン内で異常が発生した場合などに、鋼帯の搬送速度の変更が実施される。従来、例えば、鋼帯の板厚を変更する場合、板厚変更後の鋼帯に適合する鋼帯搬送速度に変更する前に変更後の鋼帯搬送速度に適合するようにニップ圧が予め変更され、板厚変更後の鋼帯が塗装ライン内に流れているのが確認された後に鋼帯搬送速度が変更されてきた。また、塗装ライン内での異常の発生時、発生の確認後に鋼帯の搬送速度が低下され、さらにその後に、低下後の鋼帯搬送速度に適合するようにニップ圧が変更されてきた。ニップ圧を変更すると鋼帯への塗料の付着量が変化するため、ニップ圧の変化と鋼帯搬送速度の変化との間の時間差があると、この時間差の期間において所望の塗装膜厚が得られないという問題が生じていた。
【０００６】
この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、鋼帯の塗料膜厚の変化を抑えるように鋼帯搬送速度の変化に対応してニップ圧を調節すること可能にする塗装膜厚の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】
【０００７】
上記の課題を解決するために、この発明に係る塗装膜厚の制御方法は、ピックアップロールの表面の塗料をアプリケータロールの表面に転写させ、搬送される帯状体にアプリケータロールの表面の塗料を転写させる塗装での帯状体の搬送速度の変化に対応してピックアップロール及びアプリケータロール間のニップ圧を調節することによる塗装膜厚の制御方法において、帯状体の搬送速度の変化の前後で塗装膜厚を一定に保つための搬送速度の変化率と搬送速度の変化に対応するニップ圧の変化率との関係を定めたモデルを設定し、搬送速度の変化に対応して、上記モデルを用いて搬送速度の変化前後での搬送速度の変化率から求められるニップ圧の変化率と、搬送速度の変化前でのニップ圧とに基づき、変化後の搬送速度に対応する目標ニップ圧を求め、目標ニップ圧へとニップ圧を制御するものである。
【０００８】
上記モデルは、搬送速度の変化前後での搬送速度の変化率と、搬送速度の変化前後でのニップ圧の変化率との関係を定式化したものであってよい。
搬送速度の変更の要求がある場合、搬送速度を変更するタイミングでニップ圧を目標ニップ圧にするように制御してよい。
搬送速度の変化を検出する都度に、検出した搬送速度の変化に応じた目標ニップ圧を求め、上記目標ニップ圧へとニップ圧を制御してよい。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る塗装膜厚の制御方法によれば、帯状体の塗料膜厚の変化を抑えるように帯状体の搬送速度の変化に対応してニップ圧を調節することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明が適用されるロールコータの一実施例を示す概略図である。
【図２】ニップ圧の制御で用いられるライン速度補正係数とニップ圧補正係数との関係のマップの一例を示す図である。
【図３】ロールコータにおけるニップ圧の制御フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１を参照すると、この発明の塗装膜厚の制御方法が適用されるロールコータ１０が示されている。
帯状の鋼板である鋼帯６は、図示しない連続塗装設備のペイオフリールから払い出されると共にテンションリールに巻き取られることによって、方向Ｄに連続的に搬送される。
連続的に搬送されている鋼帯６を塗装するためのロールコータ１０は、ピックアップロール３、アプリケータロール４及びバックアップロール５を備えている。ここで、鋼帯６は、帯状体を構成している。
【００１２】
円柱状のピックアップロール３は、塗装パン１に貯留された鋼帯６を塗装するための塗料２に部分的に浸けられた状態で配置されている。ピックアップロール３は、図示しない駆動装置によってその外周面３ａの周方向に沿って紙面上で半時計回りの方向である方向ＲＰへと回転駆動されるように構成されており、回転することによって塗料２を外周面３ａ上に引き上げる。
円柱状のバックアップロール５は、回転可能に設けられ、搬送されている鋼帯６をその外周面５ａ上で回転しつつ支持する。
ピックアップロール３とバックアップロール５との間に配置されるアプリケータロール４は、その外周面４ａをピックアップロール３の外周面３ａ及びバックアップロール５の外周面５ａに対向させるようにして回転可能に配置されている。アプリケータロール４は、ピックアップロール３が引き上げた塗料２を受け取って、受け取った塗料２をバックアップロール５上を走行する鋼帯６に転写して塗装するためのものである。
【００１３】
バックアップロール５は、鋼帯６が方向Ｄへと搬送されることによって紙面上で時計回りの方向である方向ＲＢへと回転される。さらに、バックアップロール５は、鋼帯６を外周面４ａに押しつけるようにして、アプリケータロール４に押しつけられることができるように構成されている。
また、ピックアップロール３も、その外周面３ａを外周面４ａに押しつけるようにして、アプリケータロール４に押しつけられることができるように構成されている。
図示しない連続塗装設備の制御装置７は、ピックアップロール３の回転駆動装置及び上記押しつけのための移動装置を制御するように構成され、ピックアップロール３の回転速度、及び外周面４ａに対するピックアップロール３の押しつけ圧力であるニップ圧を制御する。さらに、制御装置７は、バックアップロール５の回転速度等の情報に基づき、連続塗装設備における鋼帯６の搬送速度つまりライン速度を検出して調節することができるように構成されている。
【００１４】
鋼帯６が、バックアップロール５を方向ＲＢへ回転させつつ方向Ｄへと搬送されているとき、ピックアップロール３が方向ＲＰへと回転されるとアプリケータロール４が紙面上で時計回りの方向である方向ＲＡへと回転される。ピックアップロール３は、塗装パン１内の塗料２を外周面３ａ上に引き上げてアプリケータロール４へと搬送し、外周面３ａ上の塗料２は、ピックアップロール３とアプリケータロール４との間を通る際にその量が絞られて、アプリケータロール４の外周面４ａ上に転写される。このときのアプリケータロール４の外周面４ａへの塗料２の付着量は、ニップ圧、並びにピックアップロール３とアプリケータロール４の周速度に応じて変化する。
【００１５】
アプリケータロール４は、その外周面４ａ上で塗料２を鋼帯６へと搬送し、外周面４ａ上の塗料２は、アプリケータロール４とバックアップロール５との間を通る際にその量が絞られつつ鋼帯６上に転写される。このときの鋼帯６上への塗料２の付着量は、バックアップロール５の周速度つまり鋼帯６の搬送速度に応じて変化する。なお、本実施の形態のように、アプリケータロール４の回転方向ＲＡとバックアップロール５の回転方向ＲＢとが同一方向である、つまり互いの接点における進行方向が逆向きになる塗装方式を、リバースコート方式と呼ぶ。さらに、バックアップロール５の周速度の大きさは、ピックアップロール３及びアプリケータロール４の周速度の大きさと同一になるように制御されている。
鋼帯６上への塗料２の付着量つまり塗料膜厚は、ピックアップロール３、アプリケータロール４及びバックアップロール５の周速度である搬送速度つまりライン速度が増加するほど増加し、ニップ圧が増加するほど減少する。
【００１６】
そして、鋼帯６上の塗料２の膜厚を一定に維持するためには、ニップ圧を増加させるほどバックアップロール５の周速度を増加させ、ニップ圧を減少させるほどバックアップロール５の周速度を減少させる必要がある。そして、ニップ圧とバックアップロール５の周速度とは、比例の関係を形成する。
【００１７】
制御装置７は、塗装の操業中にライン速度が変化した場合でも鋼帯６上の塗料膜厚を一定に維持するために、図２に示すマップを用いてニップ圧を制御する。
図２に示すマップは、ニップ圧補正係数Ｎｃとライン速度補正係数Ｌｃとの関係を定めたモデルである。図２のマップでは、縦軸にニップ圧補正係数Ｎｃがとられ、横軸にライン速度補正係数Ｌｃがとられている。このマップ内には、鋼帯６上の塗料２の膜厚を所定厚さに一定に維持することができるニップ圧補正係数Ｎｃ及びライン速度補正係数Ｌｃの関係を示す点がプロットされて折線Ｍ１を形成している。
ライン速度補正係数Ｌｃは、バックアップロール５の周速度であるライン速度が変化する場合の変化後ライン速度Ｌａを変化前ライン速度Ｌｂで除したＬａ／Ｌｂで求められる変化前後のライン速度の変化率である。ニップ圧補正係数Ｎｃは、変化後ライン速度Ｌａに対応する変化後ニップ圧Ｎａを変化前ライン速度Ｌｂに対応する変化前ニップ圧Ｎｂで除したＮａ／Ｎｂで求められる変化前後のニップ圧の変化率である。
【００１８】
ライン速度補正係数Ｌｃとニップ圧補正係数Ｎｃとは、折線Ｍ１の一部で正の比例関係となるが、ライン速度補正係数Ｌｃ及びニップ圧補正係数Ｎｃの値が大きい領域並びに小さい領域では比例関係を維持しない。これらのＬｃ及びＮｃの値が大きい領域及び小さい領域では、ライン速度補正係数Ｌｃに対してニップ圧補正係数Ｎｃが一定の値となるように設定されている。これは、ニップ圧の急激な大きい変動を避けることを目的としている。なお、急激な大きいニップ圧の変動は、塗装にムラ等を生じさせて塗装の品質を低下させる。
また、折線Ｍ１は、操業実績から求められており、塗料の種類、鋼帯の板厚、鋼帯の鋼種等が変わると変化するが、それぞれに対応した折線を含む複数のマップが制御装置７に記憶されており、様々な塗装条件に対応してマップが選択されて用いられる。
【００１９】
さらに、図３を参照して、塗装の操業中におけるライン速度の変化にニップ圧を対応させる制御装置７の制御フローを説明する。
制御装置７は、ステップＳ１において、オペレータ等による外部からの入力によってライン速度の変更が要求されているか否かを判定する。このライン速度の変更は、塗装する鋼帯の板厚、鋼帯の鋼種、塗料の種類等を変更する場合に要求される。
【００２０】
制御装置７は、ライン速度の変更が要求されていると判定すると、ステップＳ２に進む。そして、制御装置７は、外部から入力された変更後の鋼帯の板厚、鋼帯の鋼種又は塗料の種類等に対応する図２に示すようなマップを記憶しているマップから選択し、選択したマップと変更要求時に外部から入力された変更後のライン速度とに基づいて、変更後のライン速度に対応する目標とするニップ圧を求める。このとき、制御装置７は、変更後のライン速度Ｌａａと現状のライン速度Ｌｂａとからライン速度補正係数Ｌｃａを求め、マップの折線Ｍ１上でライン速度補正係数Ｌｃａに対応するニップ圧補正係数Ｎｃａを求める。なお、ライン速度補正係数Ｌｃａが、Ｌｃ１以下の領域となった場合では、ニップ圧補正係数として一定の値Ｎｃ１が選択され、ライン速度補正係数Ｌｃａが、Ｌｃ２以上の領域となった場合では、ニップ圧補正係数として一定の値Ｎｃ２が選択される。
さらに、制御装置７は、求めたニップ圧補正係数Ｎｃａと現状のニップ圧Ｎｂａとを乗ずることによって、目標とするニップ圧Ｎａａを求める。
【００２１】
次いで、制御装置７は、ステップＳ３において、ライン速度を変更するタイミングになったか否かを判定する。制御装置７は、ライン速度を変更するタイミングがライン速度の変更の要求時などに予め入力されて設定されていれば、そのタイミングに達したか否かを判定し、予め入力されていない場合、外部からの入力によってライン速度を変更するタイミングが通知された時点を検出し、検出した時点をライン速度を変更するタイミングである判定する。制御装置７は、ライン速度を変更するタイミングでない場合、再びステップＳ３での判定を繰り返し、ライン速度を変更するタイミングである場合、ステップＳ４に進んで、ライン速度をライン速度Ｌａａに変更すると共に、ニップ圧を目標ニップ圧Ｎａａとするようにピックアップロール３を移動させる。ピックアップロール３の移動後、制御装置７は、本制御による処理を完了し、再びＳＴＡＲＴに戻って本制御による処理を繰り返す。
【００２２】
ステップＳ１において、外部からの入力によるライン速度の変更が要求されていない場合、制御装置７は、ステップＳ５に進み、ライン速度の変化を検出したか否かを判定する。このライン速度の変化は、通常の操業状態において塗装ラインでの異常の発生等の偶発的な要因で突発的に生じるようなものである。
ライン速度の変化を検出していない場合、制御装置７は、本制御による処理を完了し、再びＳＴＡＲＴに戻って本制御による処理を繰り返す。
ライン速度の変化を検出した場合、制御装置７は、ステップＳ６に進み、変化前及び変化後のライン速度を求める。
【００２３】
次いで、制御装置７は、ステップＳ７において、図２のマップを用いて変化後のライン速度に対応する目標とするニップ圧を求める。このとき、制御装置７は、変化後ライン速度Ｌａｂと変化前ライン速度Ｌｂｂとからライン速度補正係数Ｌｃｂを求め、マップの折線Ｍ１上でライン速度補正係数Ｌｃｂに対応するニップ圧補正係数Ｎｃｂを求める。さらに、制御装置７は、求めたニップ圧補正係数Ｎｃｂと現状のニップ圧Ｎｂｂとを乗ずることによって、目標とするニップ圧Ｎａｂを求める。
【００２４】
その後、制御装置７は、ステップＳ８において、ニップ圧を目標ニップ圧Ｎａｂとするようにピックアップロール３を移動させる。ピックアップロール３の移動後、制御装置７は、ステップＳ５に戻り、ライン速度の変化が継続している、ライン速度の変化が断続的にさらに発生した等を要因とするライン速度のさらなる変化が検出されるか否かを判定する。ライン速度のさらなる変化が検出される場合、制御装置７は、ステップＳ６〜Ｓ８の処理を再び実施してステップＳ５に戻る。そして、制御装置７は、ステップＳ５において、ライン速度のさらなる変化が検出されないと判定すると、本制御による処理を完了し、再びＳＴＡＲＴに戻って本制御による処理を繰り返す。
【００２５】
上述の制御によって、制御装置７は、外部からの入力によるライン速度の変更が要求された場合に、ライン速度を変更するタイミングで変更後のライン速度に対応するようにニップ圧を変更し、突発的なライン速度の変化を検出した場合に、検出する都度、検出したライン速度の変化に応じてニップ圧を変化させ、鋼帯における塗装膜厚を一定に維持する。よって、塗装の操業において、鋼帯における所望の塗装膜厚を形成するのに必要なライン速度とニップ圧との関係が維持されない時間が非常に少なくなり、塗装膜厚の変動が抑えられる。
【００２６】
このように、この発明の実施の形態に係る塗装膜厚の制御方法は、鋼帯６の搬送速度の変化の前後で塗装膜厚を一定に保つための搬送速度の変化率と搬送速度の変化に対応するニップ圧の変化率との関係を定めたモデル（マップ）を設定し、搬送速度の変化に対応して、上記モデルを用いて搬送速度の変化前後での搬送速度の変化率から求められるニップ圧の変化率と、搬送速度の変化前でのニップ圧とに基づき、変化後の搬送速度に対応する目標ニップ圧を求め、目標ニップ圧へとニップ圧を制御するものである。これにより、鋼帯６の搬送速度の変化に対応して、変化後の搬送速度に対応する目標ニップ圧へとニップ圧が制御されて、搬送速度の変化に起因する鋼帯６の塗装膜厚の変動が抑えられる。さらに、目標ニップ圧は、搬送速度が変化する際の搬送速度の変化率とニップ圧の変化率との関係を定めたモデルを用いて、容易に求められることができるため、ニップ圧の制御が容易になる。
【００２７】
また、上記モデルは、搬送速度の変化前後での搬送速度の変化率であるライン速度補正係数と、搬送速度の変化前後でのニップ圧の変化率であるニップ圧補正係数との関係を定式化したものである。このとき、ライン速度補正係数とニップ圧補正係数とは正の比例関係を形成するため、モデルの設定が容易になる。
【００２８】
本実施の形態のロールコータ１０は、鋼板以外の材料による帯状体にも適用することができる。そして、本発明の塗装膜厚の制御方法も、鋼板以外の材料による帯状体にも適用することができる。
また、本実施の形態のロールコータ１０は、バックアップロール５を含んでいたが、含んでいなくてもよい。バックアップロール５に支持されない鋼帯６をアプリケータロール４に押しつけるようにしてもよい。この場合、鋼帯の搬送速度をバックアップロール５以外のもので測定すればよい。そして、上記構成においても、本発明の塗装膜厚の制御方法の適用が可能である。
【００２９】
また、本実施の形態のロールコータ１０では、アプリケータロール４とバックアップロール５とが同じ回転方向に回転するリバースコート方式を採用していたが、アプリケータロール４とバックアップロール５とが互いに反対方向に回転するナチュラルコート方式を採用してもよい。ナチュラルコート方式においても、ライン速度補正係数とニップ圧補正係数とは比例関係を形成するため、本発明の塗装膜厚の制御方法の適用が可能である。
【符号の説明】
【００３０】
２  塗料、３  ピックアップロール、４  アプリケータロール、５  バックアップロール、６  鋼帯（帯状体）、１０  ロールコータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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