JPH1099774A - ロールコーターにおける幅方向の塗膜厚制御方法 - Google Patents

ロールコーターにおける幅方向の塗膜厚制御方法

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JPH1099774A
JPH1099774A JP25603696A JP25603696A JPH1099774A JP H1099774 A JPH1099774 A JP H1099774A JP 25603696 A JP25603696 A JP 25603696A JP 25603696 A JP25603696 A JP 25603696A JP H1099774 A JPH1099774 A JP H1099774A
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JP
Japan
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roll
coating
width direction
paint
strip
Prior art date
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Application number
JP25603696A
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English (en)
Inventor
Osamu Takehisa
修 竹久
Hirosato Yamane
弘郷 山根
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗装条件の変動時にも、幅方向の塗膜厚を均
等に塗装する。 【解決手段】 塗料パン18の塗料中に一部を侵漬させ
たピックアップロール16を回転させながら、その外周
に塗料を付着させ、該塗料を隣接するアプリケータロー
ル14を介して、バックアップロール12で支持して搬
送するストリップ10に塗装する際に、塗装後のストリ
ップ幅方向の塗膜厚を測定し、その測定値に基づいて前
記ピックアップロール16とアプリケータロール14と
の間におけるロール両端部のニップ圧を制御して、スト
リップ幅方向の塗膜厚を均等化する制御において、塗装
条件が安定している定常時から、それが変動する変動時
へ移行する際、定常時に塗膜厚が均等に制御されている
ときに設定していた、前記ロール両端部それぞれのロー
ル間圧力の関係を、変動時に適用する予測制御で設定す
るロール両端部それぞれのロール間圧力に反映させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ストリップの幅方
向の塗膜厚を均一に塗装する際に適用して好適な、ロー
ルコーターにおける幅方向の塗膜厚制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、例えばめっき鋼板等のストリッ
プ(帯状体)の塗装は、図1に示すようなロールコータ
ーによって行われる。この図1において、10はストリ
ップ、12は搬送されるストリップ10を支持するバッ
クアップロール、14は塗料をストリップ10に転写す
るためのアプリケータロール、16は塗料をアプリケー
タロール14に供給するためのピックアップロール、1
8は塗料を溜めておく塗料パンである。
【0003】このロールコーターにおいて、例えば、ピ
ックアップロール16、アプリケータロール14、バッ
クアップロール12をそれぞれ矢印P、A、Bの方向に
回転させながら、ストリップ10を矢印Sの方向に進行
させつつ、このストリップの表面(図中、下面)に塗装
を行う。
【0004】この場合、塗料パン18内の塗料を、上記
ピックアップロール16の表面に付着させることによ
り、隣接するアプリケータロール14の表面に付着さ
せ、更にその塗料を該アプリケータロール14が接触し
ているストリップ10の表面に転写することによって連
続塗装が行われる。
【0005】上記ロールコーターを用いて連続塗装を行
う場合、ストリップ表面への塗膜厚の調節は、一般にア
プリケータロール14とピックアップロール16との間
のニップ圧(ロール間圧力)を調整することによって行
われている。
【0006】このように、アプリケータロール14とピ
ックアップロール16との間のニップ圧Nを調整する従
来の塗膜厚制御方法では、ストリップの幅方向について
も塗膜厚を制御することが行われている。その際、ロー
ルコーターの出側に設置した膜厚計(図示せず)で、塗
装後の塗膜厚を実測し、その実測値に基づいて軸方向ロ
ール両端部におけるそれぞれのニップ圧を調節してい
る。
【0007】このような幅方向の塗膜厚制御方法として
は、例えば、本出願人が特開平3−196873で既に
提案している、塗装後の帯状体の幅方向の塗膜厚を測定
し、この測定値に基づく幅方向両端部及び中央部の塗膜
厚パターンに応じて、ピックアップロールとアプリケー
タロールとの間におけるロール両端部のロール間圧力を
制御することにより、前記帯状体の幅方向の塗膜厚を均
一化する技術を挙げることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た塗装後の幅方向の塗膜厚の実測値に基づいて、ロール
両端部それぞれのロール間圧力を調節する従来の技術
は、ストリップの進行速度が変動しない等のような、塗
装条件が安定して、例えばフィードバック(FB)制御
が可能な場合においてのみ有効な技術である。ストリッ
プの進行速度が変動する場合等では、プロセス自体が変
化しているのでフィードバック制御を適用できないた
め、プロセスが安定するまではモデル式等を用いて予測
制御を行わざるを得ないことから、塗装条件の変動時に
幅方向の塗膜厚のばらつきを無くす技術は確立されてい
ないという問題があった。
【0009】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、ロールコーターによりストリップを
塗装する際、該ストリップの進行速度が変動した場合等
の塗装条件の変動時にも、幅方向の塗膜厚を均等にする
ことができる塗膜厚制御方法を提供することを課題とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、塗料パンの塗
料中に一部を侵漬させたピックアップロールを回転させ
ながら、その外周に塗料を付着させ、該塗料を隣接する
アプリケータロールを介して、バックアップロールで支
持して搬送する帯状体に塗装する際に、塗装後の前記帯
状体の幅方向の塗膜厚を測定し、その測定値に基づいて
ピックアップロールとアプリケータロールとの間におけ
るロール両端部のロール間圧力を制御して、前記帯状体
の幅方向の塗膜厚を均等化するロールコーターにおける
幅方向の塗膜厚制御方法において、塗装条件が安定して
いる定常時から、塗装条件が変動する変動時へ移行する
に際し、定常時に塗膜厚が均等に制御されているときに
設定していた、前記ロール両端部それぞれのロール間圧
力の関係を、変動時に適用する予測制御で設定する、ロ
ール両端部それぞれのロール間圧力に反映させることに
より、前記課題を解決したものである。
【0011】即ち、本発明においては、塗装条件が安定
している定常時から、それが変動する変動時へ移行する
際、定常時に塗膜厚が均等に制御されているときに、前
記ロール両端部それぞれに設定していた両ロール間圧力
の関係を、変動時に適用する予測制御で、ロール両端部
それぞれに設定するロール間圧力に反映させるようにし
たので、フィードバック制御ができない、塗装条件の変
動時においても、ストリップに対する幅方向に均等な膜
厚で塗装することが可能となる。
【0012】具体的には、請求項2に記載したように、
定常時に設定していたロール両端部それぞれのロール間
圧力の平均値に対する各ロール間圧力の比を、変動時に
設定予定のロール間圧力に乗じた値で、それぞれのロー
ル間圧力を設定するようにする。
【0013】この場合は、前述したようなロールコータ
ーにおいて、定常時に幅方向の塗膜厚をフィードバック
制御等の手段を用いて均等にしたときのロール両端部の
ロール間圧力の平均値に対する、各片側のロール間圧力
の比をそれぞれ計算し、例えばストリップの進行速度変
動時に適用する制御モデル式から決定されるロール間圧
力に、それぞれの比をかけて各ロール両端部に設定し、
両ロール間圧力の間に偏差を付けることにより、ストリ
ップの進行速度変動時においても幅方向の膜厚を均等に
できることから、常時均等膜厚で塗装することが可能と
なる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細な説明する。
【0015】本実施形態の塗膜厚制御方法は、前記図1
に示したものと同様のロールコーターを用いて、塗料パ
ン18の塗料中に一部を侵漬させたピックアップロール
16を回転させながら、その外周に塗料を付着させ、該
塗料を隣接するアプリケータロール14を介して、バッ
クアップロール12で支持して搬送するストリップ10
に塗装する際に、塗装後のストリップ10の幅方向の塗
膜厚を測定し、その測定値に基づいて前記ピックアップ
ロール16と前記アプリケータロール14との間におけ
るロール両端部のニップ圧(ロール間圧力)を制御し
て、前記ストリップ10の幅方向の塗膜厚を均等化する
ものである。
【0016】即ち、上記ロールコーターを用いてストリ
ップ10の塗装を行う際に、塗装条件が安定している定
常時から、それが変動する変動時へ移行するに際し、定
常時に目標均等膜厚に制御しているときに、前記ロール
両端部それぞれに設定していた両ニップ圧の関係を、変
動時に適用する予測制御においてロール両端部にそれぞ
れに設定するニップ圧に反映させるようにする。
【0017】具体的には、定常時に設定していたロール
両端部それぞれのニップ圧の平均値(両者の和の1/
2)に対する各ニップ圧の比を、変動時に設定予定のニ
ップ圧に乗じた値で、それぞれのニップ圧を設定する。
【0018】本実施形態を更に詳述すると、まず、塗装
条件が安定している定常状態においてフィードバック制
御を行う。このフィードバック制御は、ロールコーター
の出側に設置した膜厚計(図示せず)により、ストリッ
プ10に塗装された塗膜厚を幅方向の複数点について実
測し、その実測塗膜厚が幅方向で均等になるように、ア
プリケータロール14とピックアップロール16との間
のニップ圧を制御することにより行う。その制御時に
は、実際に加わっているロール両端部のニップ圧を、ピ
ックアップロール16の両端の軸受部に設置されている
それぞれの計測器(図示せず)で測定する。
【0019】そして、塗装後の幅方向の塗膜厚が均等に
なったときの片側(オペレータ側)のニップ圧をNOP
もう一方(ドライブ側)のニップ圧をNDRとした場合、
これらNOP、NDRから各側の学習パラメータと称するL
OP、LDRを次の(1)、(2)式により計算する。この
学習パラメータLOP、LDRはそれぞれ、各側におけるニ
ップ圧NOP及びNDRの両者の平均(NOP+NDR)/2に
対する比であり、定常時では、例えば制御時刻毎に逐次
実測値に基づいて、最新の値を学習しておく。
【0020】 LDR=2NDR/(NOP+NDR) …(1) LOP=2NOP/(NOP+NDR) …(2)
【0021】上記のようにフィードバック制御を実行し
ながら、ロール両端部それぞれのニップ圧NOP、NDR
実測して上記(1)、(2)式の学習パラメータの学習
を継続すると共に、塗装条件が変動する場合には、予測
制御に切り替える。
【0022】この塗装条件変動の例としては、(1)ス
トリップの進行速度が変動したとき、(2)板厚、板幅
が異なる材料を連続して塗装する場合、(3)塗膜厚の
目標値が変更された場合、(4)塗料の粘度が変化した
場合、等を挙げることができる。
【0023】このような変動時には、オペレータ側とド
ライブ側の両端部のニップ圧NSOP、NSDR は、それぞ
れ次の(3)、(4)式で設定する。
【0024】 NSOP =N0 ・LOP …(3) NSDR =N0 ・LDR …(4)
【0025】上記(3)、(4)式においてN0 は、予
測制御に適用するモデル式に基づいて設定するニップ圧
であり、オペレータ側とドライブ側で塗膜厚に偏差がな
いとしてモデル式で計算されるもので、オペレータ側と
ドライブ側それぞれの平均値にあたる。このニップ圧
は、例えば特開平7−171488等に開示されている
モデル式で計算することができる。但し、これに限定さ
れず、塗膜厚の予測制御に適用できるものであれば任意
のモデル式を利用できる。
【0026】以上の関係式により、ニップ圧(ロール間
圧力)を、例えばストリップの進行速度の変動時にもオ
ペレータ側、ドライブ側においてそれぞれ制御すること
により、幅方向の塗膜厚を均等にすることができた。
【0027】即ち、本発明の塗膜厚制御方法を適用する
ことにより、従来の制御方法によればストリップの速度
変動時にはその幅方向の塗膜厚は図2のようであったも
のを、図3に示すように、幅方向全体にわたって極めて
均等に塗装することができた。
【0028】ところで、ロールコーターにより塗装する
場合、ロールコーターにおけるニップ圧のオペレータ側
とドライブ側の偏差(OP−DR偏差)の大部分は、
(1)ロールコーターへのロールの設置方法、(2)ロ
ール自体の性状のロール胴長方向での差(OP−DR
差)に起因すると考えられる。即ち、上記ニップ圧偏差
に対しては、(3)素材(ストリップ)板厚のOP−D
R差、(4)素材形状のOP−DR差が素材要因として
考えられるが、これら(3)、(4)に比して、上記
(1)、(2)の要因の方が大きい。それ故に、前記学
習パラメータLOP、L DRの適切な値を確保するために操
作する操業条件としては、ロールに関するもののみとし
ている(設置方法も含まれる)。
【0029】上記(2)により、塗装中のロールの膨潤
状態にOP−DR差が生じるケースがあり、このような
場合には、本実施形態は、複数のコイルを連続塗装する
際に、ある1チャンスの操業の最初の部分で上記(1)
に対して有効であり、それ以降は、上記(2)に起因す
る膨潤差を解消することに主眼をおいている。上記
(3)、(4)に対しては、同一のコイル内における修
正という意味で有効である。
【0030】次に、複数本のコイルを連続塗装すると共
に、各コイルについて順次幅方向の塗膜厚(付着量)の
偏差(OP−DR偏差)を測定した結果を、図4〜図6
に示す。
【0031】図4は、本発明を適用した場合の各コイル
の先頭部における付着量のOP−DR差を示し、図5
は、本発明を適用してこの図4の結果を得るために設定
したOP側とDR側それぞれの学習パラメータのコイル
毎の変化(学習結果)を示している。△と×で示すDR
側、OP側の各学習パラメータの値は、次の(5)、
(6)式の学習式を用いて計算したものである。
【0032】 LOP(n) =(1−αN ・S/SR )・LOP(n-1) +αN ・(S/SR )・LOP …(5) LDR(n) =1−LOP(n) …(6) ここで、LNOP:実測値に基づくOP側学習パラメータ LNOP(n) :n回目のOP側学習パラメータ LNOP(n-1) :n−1回目のOP側学習パラメータ αN :フィルタリング係数 S:板幅区分の代表値 SR :現状の板幅
【0033】なお、上記(5)は、対象コイルの板幅が
異なる場合も考慮した学習式であり、ずっと同じ板幅で
あるならば、同式でS/SR =1としたフィルタリング
の式だけでよい。又、フィルタリング係数αN は、実測
値に基づく学習パラメータによる1回の操作量に補正を
かけ、操作量の変化を緩和するために設定する0〜1の
定数である。
【0034】一方、図6は、以上のような学習を行わな
い従来方法を適用した場合の結果で、前記図4と同様に
コイルの先頭部における付着量のOP−DR偏差を示し
ている。この図6と本発明の結果を示した前記図4とを
比較すると、付着量のOP−DR差は0に近い程幅方向
の塗膜厚が均一であることから、本発明方法が極めて有
効であることが分る。
【0035】以上詳述した本実施形態によれば、塗装条
件が安定している定常時はもとより、塗装条件の変動時
にも、ストリップ10の幅方向塗膜厚を均一に制御する
ことを、人手を介することなく自動的に行うことが可能
となる。従って、ロールコーターによる幅方向の塗膜厚
を均一化する塗装制御の全工程を自動化することが可能
となることから、廉価にストリップの全長について幅方
向の膜厚の均等化を図ることが可能となる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
ロールコーターによりストリップを塗装する際、該スト
リップの進行速度が変動した場合等の塗装条件の変動時
にも、幅方向の塗膜厚を均等にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ロールコーターの概略構成を示す説明図
【図2】本発明を適用しない場合の通板速度変動時の幅
方向塗膜厚分布を示す線図
【図3】本発明を適用した場合の通板速度変動時の幅方
向塗膜厚分布を示す線図
【図4】本発明によるコイル先頭部における付着量のO
P−DR差を示す線図
【図5】本発明による学習パラメータの変化を示す線図
【図6】従来法によるコイル先頭部における付着量のO
P−DR偏差を示す線図
【符号の説明】
10…ストリップ 12…バックアップロール 14…アプリケータロール 16…ピックアップロール 18…塗料パン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】塗料パンの塗料中に一部を侵漬させたピッ
    クアップロールを回転させながら、その外周に塗料を付
    着させ、該塗料を隣接するアプリケータロールを介し
    て、バックアップロールで支持して搬送する帯状体に塗
    装する際に、塗装後の前記帯状体の幅方向の塗膜厚を測
    定し、その測定値に基づいてピックアップロールとアプ
    リケータロールとの間におけるロール両端部のロール間
    圧力を制御して、前記帯状体の幅方向の塗膜厚を均等化
    するロールコーターにおける幅方向の塗膜厚制御方法に
    おいて、 塗装条件が安定している定常時から、塗装条件が変動す
    る変動時へ移行するに際し、 定常時に塗膜厚が均等に制御されているときに設定して
    いた、前記ロール両端部それぞれのロール間圧力の関係
    を、変動時に適用する予測制御で設定する、ロール両端
    部それぞれのロール間圧力に反映させることを特徴とす
    るロールコーターにおける幅方向の塗膜厚制御方法。
  2. 【請求項2】請求項1において、 定常時に設定していたロール両端部それぞれのロール間
    圧力の平均値に対する各ロール間圧力の比を、変動時に
    設定予定のロール間圧力に乗じた値で、それぞれのロー
    ル間圧力を設定することを特徴とするロールコーターに
    おける幅方向の塗膜厚制御方法。
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