(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送開始された帯状ワーク（２）のライン速度（Ｖ）が予め設定された比例制御開始速度（Ｖｓ）に達する前に、塗油材を静電霧化するスリットアトマイザ（３）に対し高電圧を印加させてワーク（２）との間で静電界を形成させると共に最低安定供給量（Ｑmin）以上で塗油材を供給開始させ、比例制御開始速度（Ｖｓ）に達したときに、スリットアトマイザ（３）への塗油材供給量（Ｑ）をライン速度（Ｖ）に応じて増減させる比例制御を行って、予め設定された目標膜厚で帯状ワーク（２）に塗油材を静電塗着させる制御装置（８）を備えた静電塗油装置において、
高電圧を印加するときに、静電界の形成によってスリットアトマイザ（３）から放出される塗油材の初期放出量（Ｐｈ）以上に設定した高電圧印加時供給量（Ｑｈ）で当該スリットアトマイザ（３）に塗油材を供給しておき、高電圧を印加した後、ライン速度（Ｖ）が比例制御開始速度（Ｖｓ）に達する前に、塗油材供給量（Ｑ）を前記高電圧印加時供給量（Ｑｈ）未満で、且つ、最低安定供給量（Ｑmin）以上の所定の比例制御開始時供給量（Ｑｓ）まで低下させた後、比例制御に移行する塗油準備手段（ＳＴＰ２）を備えたことを特徴とする静電塗油装置。
【請求項２】
搬送開始された帯状ワーク（２）のライン速度（Ｖ）が予め設定された比例制御開始速度に達する前に、塗油材を静電霧化するスリットアトマイザ（３）に対し高電圧を印加させてワーク（２）との間で静電界を形成させると共に最低安定供給量（Ｑmin）以上で塗油材を供給開始させる塗油準備工程と、比例制御開始速度（Ｖｓ）に達したときに、スリットアトマイザ（３）への塗油材供給量（Ｑ）をライン速度（Ｖ）に応じて増減させて、予め設定された目標膜厚で帯状ワーク（２）に塗油材を静電塗着させる比例制御工程からなる静電塗油方法において、
前記塗油準備工程で、高電圧を印加するときに、静電界の形成によってスリットアトマイザ（３）から放出される塗油材の初期放出量（Ｐｈ）以上に設定した高電圧印加時供給量（Ｑｈ）で当該スリットアトマイザ（３）に塗油材を供給しておき、高電圧を印加した後、ライン速度（Ｖ）が比例制御開始速度（Ｖｓ）に達する前に、塗油材供給量（Ｑ）を高電圧印加時供給量（Ｑｈ）未満で、且つ、最低安定供給量（Ｑmin）以上の所定の比例制御開始時供給量（Ｑｓ）まで低下させた後、比例制御工程に移行することを特徴とする静電塗油方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯状鋼板などのワークに一定の膜厚で塗油材を塗着させる静電塗油装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧延鋼板などの帯状ワークに防錆用の塗油材を塗着させる塗油ラインは、塗油材を静電霧化するスリットアトマイザに塗油材を供給すると共に高電圧を印加して、アース電位に維持したワークに塗油材を静電塗着させている。
【０００３】
この場合、ワークを搬送開始し、図４実線Ａで示すように、ライン速度Ｖが予め設定された比例制御開始速度Ｖｓ＝Ｖ１１に達する前に、比例制御開始時の供給量Ｑ１１で塗油材を供給開始すると共に高電圧を印加させておき、比例制御開始速度Ｖｓ＝Ｖ１１まで加速されたときに、ライン速度Ｖに応じた供給量Ｑで塗油材を供給する比例制御を行うことにより、予め設定された一定の目標膜厚で塗油している。
【０００４】
すなわち、帯状ワークのライン速度が遅いときは少ない供給量で塗油材を供給し、速くなればその速度に比例して塗油材の供給量が増え、これにより、ライン速度が比例制御開始速度に達した後は、予め設定された一定の目標膜厚でワークに塗油材を静電塗着させることができる。
【０００５】
ここで、帯状ワークはロールに巻かれた状態でハンドリングされ、塗油ラインにおいては、まず、ロールから巻き出され、塗油装置を通って再度ロール状に巻き取られて出荷される。
したがって、帯状ワークの両端部には塗油装置を比例制御開始速度Ｖｓ以下で通過する部分が生じ、この部分でも比例制御開始時における供給量Ｑ１１で塗油材を供給しているので、この部分は過剰塗油となる。
【０００６】
この過剰塗油部分については防錆効果はあるものの、ユーザのプレス工程などで様々な問題を生じる場合があるので、その過剰塗油部分は少ない方が望ましいことはもちろんである。また、最近では、ユーザからワークの幅方向及び長手方向に対して塗油材の膜厚均一性の要求が極めて高く、厳しい品質管理が要求されている。
【０００７】
そこで従来は、比例制御開始速度Ｖｓを可能な限り低く設定して、過剰塗油部分を少なくしようとしてきた。
すなわち、比例制御開始速度Ｖｓの下限値は、塗油材を安定的に供給し得る最低安定供給量Ｑmin＝Ｑ１２と目標膜厚によって理論的に定めることができるので、その値まで比例制御開始速度Ｖｓ＝Ｖ１２を低下させたり（図４破線Ｂ図示）、あるいは、塗油材供給系を改良して最低安定供給量Ｑmin＝Ｑ１３を低下させることにより、比例制御開始速度Ｖｓをより低い速度Ｖ１３まで低下させていた（図４点線Ｃ図示）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、比例制御開始速度Ｖｓを低速にすればするほど、実際にラインを稼動させたときに塗油開始後しばらくの間、ワークの長手方向に沿って塗油材が付着しないスケと称する塗油不良が生じる頻度が高くなることが判明した。
【０００９】
すなわち、比例制御開始速度Ｖｓを低く設定して過剰塗油領域を少なくしようとすればスケを生じて塗油不良が生じ易くなり、スケを生じないように比例制御開始速度Ｖｓを高く設定すれば過剰塗油部分が長くなって、ユーザの要求を満たせなくなるという相反する問題を生じた。
【００１０】
また、このようなスケが生じたワークは、ロールごと別工程で再度塗油しなければならないため、過剰塗油部分を減少させようとして、却って、生産効率の低下、コストアップを招くという問題があった。
【００１１】
スケが生じているときのスリットアトマイザを観察すると、塗油材が全く放出されていない部分が形成されており、その部分に対応してスケが生じている。
そして、この原因を究明すべく発明者が様々な実験を行った結果、静電界を形成した瞬間にスリットアトマイザからその静電気力により塗油材が引き出されて放出される初期放出量が、高電圧印加後における定常状態の放出量よりも多量であることが判明した。
【００１２】
これより、比例制御開始速度が高いときは高電圧印加時の塗油材供給量が初期放出量よりも多いので問題はないが、比例制御開始速度を低くしていくと塗油材供給量が初期放出量よりも相対的に少なくなってしまうことが判る。
このため、スリットアトマイザ内が部分的に真空となり、その真空部分に外気が吸い込まれてエアポケットが形成されることが判明した。
【００１３】
そして、このエアポケットが塗油材の流れを部分的に阻止するだけでなく、エアポケットの両側から噴霧された塗油材同士が空中で静電反発するため、ワーク表面にはエアポケットより大きな幅のスケが形成されてしまうことも確認された。
【００１４】
このため従来は、塗油量を増大させることによりエアポケットを追い出すことにしているが、その間、ワークは搬送されて塗油され続けているので過剰塗油となり、やはり塗油不良を生じ、生産効率が低下する。
【００１５】
そこで本発明は、このような発明者の知見に基づき、比例制御開始速度を下限まで遅くしても、比例制御による塗油開始時からスケによる影響をなくして均一に塗油材を静電塗着させることができ、製品の無駄を減少させ、生産効率を向上させることを技術的課題としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明は、搬送開始された帯状ワークのライン速度が予め設定された比例制御開始速度に達する前に、塗油材を静電霧化するスリットアトマイザに対し高電圧を印加させてワークとの間で静電界を形成させると共に最低安定供給量以上で塗油材を供給開始させ、比例制御開始速度に達したときに、スリットアトマイザへの塗油材供給量をライン速度に応じて増減させる比例制御を行って、予め設定された目標膜厚で帯状ワークに塗油材を静電塗着させる制御装置を備えた静電塗油装置において、高電圧を印加するときに、静電界の形成によってスリットアトマイザから放出される塗油材の初期放出量以上に設定した高電圧印加時供給量で当該スリットアトマイザに塗油材を供給しておき、高電圧を印加した後、ライン速度が比例制御開始速度に達する前に、塗油材供給量を前記高電圧印加時供給量未満で、且つ、最低安定供給量以上の所定の比例制御開始時供給量まで低下させた後、比例制御に移行する塗油準備手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、静電界が形成された瞬間にスリットアトマイザから放出される塗油材の初期放出量以上に設定した所定の高電圧印加時供給量でスリットアトマイザに塗油材が供給されているので、この状態で高電圧を印加することにより静電界が形成されて比較的多量の塗油材が放出されても、スリットアトマイザ内に真空部分が形成されたり、エアポケットが形成されることがない。
したがって、スケによる塗油不良を防止でき、生産効率が向上すると共に、塗り直しに要するコストも低減される。
【００１８】
そして、高電圧印加後は、ライン速度が比例制御開始速度に達する前に、スリットアトマイザへの塗油材供給量を高電圧印加時供給量未満で、且つ、最低安定供給量以上の所定の供給量まで低下させているので、その分、比例制御開始速度を低く設定することができる。
ここで塗油材供給量を低下させても、この時点ではスリットアトマイザに対する塗油材の供給量と放出量がバランスされ、塗油材は安定的に静電霧化されているので多量に放出されることもなく、したがって、塗油材供給量を最低安定供給量まで低下させてもスケが生じることがない。
【００１９】
その後、比例制御開始速度に達した時点で比例制御に移行すれば、以後は塗油材供給量がライン速度に応じて比例的に増減し、広い速度範囲にわたって目標膜厚で均一に静電塗油されることとなる。したがって、比例制御開始速度を低く設定しても、スケを生ずることなく、過剰塗油となる部分を減らすことができ、製品の品質の向上を図ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係る静電塗油装置を示す説明図、図２はその制御手順を示すフローチャート、図３はライン速度と塗油量の関係を示すグラフである。
【００２１】
本例の静電塗油装置１は、アース電位に維持される帯状ワーク２の搬送ライン上方に、当該ラインを横切るように配設されたスリットアトマイザ３と、当該スリットアトマイザ３に対して塗油材タンク４からギアポンプなどの流量制御ポンプ５で塗油材を供給する塗油材供給系６と、スリットアトマイザ３に高電圧を印加することにより前記帯状ワーク２と当該スリットアトマイザ３の間に静電界を形成する高電圧発生器７を備えている。
【００２２】
流量制御ポンプ５の供給流量等を制御するコントローラ（制御装置）８はコンピュータなどで構成され、その入力側にライン速度を検出する速度センサ９が接続され、その出力側に流量制御ポンプ５の他、高電圧発生器７が接続されている。
【００２３】
コントローラ８には、スリットアトマイザ３への塗油材の供給量をライン速度Ｖに応じて増減する比例制御を開始する比例制御開始速度Ｖｓが設定されている。
また、帯状ワーク２の搬送開始時にライン速度Ｖが加速されて比例制御開始速度Ｖｓに達するまでの間に、スリットアトマイザ３へ塗油材を供給開始する塗油供給開始速度Ｖ１と、塗油供給開始時又は開始後にスリットアトマイザ３に高電圧を印加する高電圧印加開始速度Ｖ２と、高電圧印加後に塗油材供給量を比例制御開始時の供給量まで低下させる比例制御待機速度Ｖ３が設定されている。
【００２４】
さらに、比例制御開始時の塗油材供給量Ｑｓと、比例制御に移行した後の塗油材供給量Ｑ＝ａＶ（ａは膜厚に応じて定まる比例定数）が設定されると共に、ライン速度Ｖが塗油供給開始速度Ｖ１及び比例制御待機速度Ｖ３に達したときの塗油材供給量Ｑ１、Ｑ３が設定されている。
本例では、ライン速度Ｖが塗油供給開始速度Ｖ１に達したときの塗油材供給量Ｑ１は、少なくとも、ワーク２との間で静電界を形成した瞬間にその静電気力によりスリットアトマイザ３からワーク２に向って引き出される塗油材の初期引出量Ｐｈ以上に設定された所定の高電圧印加時供給量Ｑｈに設定されている。
また、ライン速度Ｖが比例制御待機速度Ｖ３に達したときの塗油材供給量Ｑ３は、高電圧印加時供給量Ｑｈ未満で、且つ、最低安定供給量Ｑmin以上に設定された比例制御開始時供給量Ｑｓに等しい。本例では、塗油材を流量制御ポンプ５で安定的に供給できる最低の最低安定供給量Ｑminに設定されている。
【００２５】
図２は塗油ラインの起動時におけるコントローラ８の制御手順を示すフローチャートである。
塗油ラインを起動させると図２に示すプログラムが実行開始されて、まずステップＳＴＰ１で速度センサ９がオンされてライン速度Ｖの検出が開始され、ステップＳＴＰ２の塗油準備手段の処理を実行し、ステップＳＴＰ３でライン速度Ｖが予め設定された比例制御開始速度Ｖｓに達したときに、ステップＳＴＰ４に移行してスリットアトマイザ３への塗油材の供給量をライン速度Ｖに応じて増減する比例制御を実行する。
【００２６】
ライン速度Ｖが比例制御開始速度Ｖｓに達する前に実行されるステップＳＴＰ２の塗油準備手段の処理手順は、ステップＳＴＰ２１でライン速度Ｖが予め設定された塗油供給開始速度Ｖ１に達するまで待機し、ライン速度Ｖ＝Ｖ１となった時点でステップＳＴＰ２２に移行し、流量制御ポンプ５を起動させて塗油材を供給量Ｑ１で供給開始する。
【００２７】
次いで、ステップＳＴＰ２３でライン速度Ｖが高電圧印加開始速度Ｖ２に達するまで待機し、ライン速度Ｖ＝Ｖ２となった時点でステップＳＴＰ２４に移行し、高電圧発生器７を起動させてスリットアトマイザ３に高電圧を印加する。
【００２８】
これにより、ワーク２とスリットアトマイザ３との間に静電界が形成されると、その静電気力により塗油材が引き出され、スリットアトマイザ３からワーク２に初期放出量Ｐｈで塗油材が放出されるが、塗油材供給量Ｑ１は初期放出量Ｐｈ以上に設定されているので、スリットアトマイザ３内が真空になったり内部にエアポケットが形成されることもない。
【００２９】
そして、ステップＳＴＰ２５でライン速度Ｖが比例制御待機速度Ｖ３に達すると、ステップＳＴＰ２６に移行し、高電圧印加時供給量Ｑｈ未満で、且つ、最低安定供給量Ｑmin以上に設定された比例制御開始時供給量Ｑｓ＝Ｑ３で供給されるように流量制御ポンプ５の出力を低下させる。
【００３０】
そして、比例制御開始時供給量Ｑｓを維持したまま、ステップＳＴＰ３によりライン速度Ｖが予め設定された比例制御開始速度Ｖｓに達するまで待機し、ライン速度Ｖ＝Ｖｓとなった時点でステップＳＴＰ４の比例制御に移行する。
【００３１】
比例制御開始速度Ｖｓは比例制御開始時供給量Ｑｓと目標膜厚に応じて定まるが、本例では、比例制御開始時供給量Ｑｓが安定的に塗油材を供給し得る最低安定供給量Ｑminに設定されているので、比例制御開始速度Ｖｓも理論的に定め得る最下限の値に設定することができる。
また、この時点ではスリットアトマイザ３に対する塗油材の供給量と放出量が既にバランスされ、塗油材は安定的に静電霧化されているので多量に放出されることもなく、したがって、比例制御開始時供給量Ｑｓを最低安定供給量Ｑminまで低下させてもスケが生じることがない。
その後、比例制御に移行すれば、以後は塗油材供給量がライン速度に応じて比例的に増減し、広い速度範囲にわたって目標膜厚で均一に静電塗油されることとなる。したがって、過剰塗油となる部分を減らして生産効率を向上させることができる。
【００３２】
また、比例制御では、刻々と変化するライン速度Ｖに対応して塗油材供給量Ｑが増減するように、Ｑ＝ａＶ（ａは膜厚に応じて定まる比例定数）により塗油材供給量を算出し、この算出された供給量Ｑでスリットアトマイザ３に塗油材が供給されるように流量制御ポンプ５の出力が制御されるので、目標膜厚で塗油される。
【００３３】
以上が本発明の一例構成であって、次にその作用を説明する。
帯状ワーク２を搬送開始し、図３に示すようにライン速度Ｖが０から徐々に加速されて塗油供給開始速度Ｖ１に達すると流量制御ポンプ５により供給量Ｑ１の流量で塗油材が供給開始される。
【００３４】
このとき、スリットアトマイザ３には高電圧が印加されていなければ、塗油材は静電霧化されることなくそのまま滴下され、アトマイザ３の真下に進退可能に配されたキャッチトレイ（図示せず）により受け止められる。
【００３５】
そして、ライン速度Ｖがさらに加速されて高電圧印加開始速度Ｖ２に達すると、キャッチトレイが退避して高電圧発生器７が起動され、スリットアトマイザ３に高電圧が印加され、ワーク２とスリットアトマイザ３との間に静電界が形成される。
【００３６】
この瞬間、ワーク２とスリットアトマイザ３との間に生じる静電気力により塗油材が静電霧化されて引き出され、スリットアトマイザ３からワーク２に初期放出量Ｐｈで塗油材が比較的多量に放出されるが、塗油材供給量Ｑ１は初期放出量Ｐｈ以上に設定されているので、スリットアトマイザ３内が真空になったり内部にエアポケットが形成されることもない。
したがって、ワーク２にスケを生じることもなく、塗り直しをする必要もないので、その手間及びコストを低減して、生産効率を向上させることができる。
【００３７】
次いで、ライン速度Ｖが比例制御待機速度Ｖ３に達すると、比例制御開始時供給量Ｑｓ＝最低安定供給量Ｑminまで流量制御ポンプ５の出力が低下され、この状態でライン速度Ｖが比例制御開始速度Ｖｓに達するのを待つ。
【００３８】
この時点ではスリットアトマイザに対する塗油材の供給量と放出量が既にバランスされ、塗油材は安定的に静電霧化されているので多量に放出されることもない。
したがって、塗油材供給量を最低安定供給量Ｑminまで低下させてもワーク２にスケが生じることがなく、ロールごと塗り直ししなければならないような塗装不良を生じることもないので、その手間及びコストを低減して、生産効率を向上させることができる。
【００３９】
また、比例制御開始速度Ｖｓとして、最低安定供給量Ｑminに応じて理論的に定め得る最下限の値が設定されるので、ライン速度Ｖが比例制御開始速度Ｖｓに達した後に比例制御に移行すれば、以後は塗油材供給量がライン速度に応じて比例的に増減し、広い速度範囲にわたって目標膜厚で均一に静電塗油されることとなる。
したがって、比例制御開始速度を低く設定しても、スケを生ずることなく、過剰塗油となる部分を減らすことができ、製品の品質の向上を図ることができる。
【００４０】
なお、比例制御開始時供給量Ｑｓは、初期放出量Ｐｈ未満で、且つ、最低安定供給量Ｑmin以上であれば足りるが、最低安定供給量Ｑminに設定すれば比例制御開始速度Ｖｓを最も低く設定することができ、その分、過剰塗油部分を少なくすることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、高電圧を印加するときの塗油材供給量が静電界形成時にスリットアトマイザから放出される塗油材の初期放出量以上に設定されているので、塗油開始時に高電圧が印加されて比較的多量の塗油材が放出されても、スリットアトマイザ内に真空部分が形成されたり、エアポケットが形成されず、したがって、スケが生じることもなく、塗り直しをする必要もないので、その手間及びコストを低減して、生産効率を向上させることができるという大変優れた効果を奏する。
【００４２】
また、高電圧印加後は、ライン速度が比例制御開始速度に達する前に、スリットアトマイザへの塗油材供給量を高電圧印加時供給量未満で、且つ、最低安定供給量以上の所定の供給量まで低下させているので、その分、比例制御開始速度を低く設定することができ、したがって、広い速度範囲にわたって目標膜厚で均一に静電塗油され、比例制御開始速度を低く設定しても、スケを生ずることなく、過剰塗油となる部分を減らすことができ、製品の品質の向上を図ることができるという大変優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る静電塗油装置を示す説明図。
【図２】その制御手順を示すフローチャート。
【図３】ライン速度と塗油量の関係を示すグラフ。
【図４】従来のライン速度と塗油量の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１………静電塗油装置
２………帯状ワーク
３………スリットアトマイザ
８………コントローラ（制御装置）
【図１】
0003739326.tif 000002
【図２】
0003739326.tif 000003
【図３】
0003739326.tif 000004
【図４】
0003739326.tif 000005