JP2002067520A

JP2002067520A - 乾燥装置

Info

Publication number: JP2002067520A
Application number: JP2000259703A
Authority: JP
Inventors: Yasuharu Toyooka; 靖治豊岡; Koichi Hotta; 幸一堀田; Masaru Yamazaki; 勝山崎; Yutaka Yakabe; 裕矢賀部
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2000-08-29
Filing date: 2000-08-29
Publication date: 2002-03-08

Abstract

(57)【要約】【課題】厚膜の塗布膜層の乾燥において、乾燥初期で表
面皮膜が形成されず、かつ塗布膜層の温度を上昇させ、
乾燥時間を短縮する乾燥装置の提供にある。【解決手段】走行する基材１０に塗布膜層が形成された
塗布部材１の乾燥装置１００であって、熱風吹付け装置
４０及び／又は赤外線照射装置５０でなる加熱乾燥手段
の前に１００〜１４０℃の水蒸気を噴射する水蒸気加熱
装置３０を具備する乾燥装置１００とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行する基材に印
刷あるいはコーティングによる塗布膜層の乾燥装置に関
するものであり、特に壁紙などの発泡剤を含んだ水性系
の厚膜塗布層に対して好適な乾燥装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、走行するウエブ状あるいはシート
状の基材に印刷あるいはコーティングによる塗布膜層の
乾燥装置には、塗布する塗液の種類や乾燥速度などの使
用目的によって様々なものがあり、現在広く使用されて
いる乾燥装置には、ヤンキーシリンダー、カウンターフ
ロー、熱風噴射（高速エアキャップ、トンネル、エアー
フローティング）、エアースルー、Ｎ₂ガス置換乾燥シ
ステム、赤外線、マイクロ波（誘電加熱）、誘導加熱
（電磁誘導）、紫外線（ＵＶ）硬化、電子線（ＥＢ）硬
化などがある。

【０００３】また、上記のような装置での乾燥行程に必
要な条件としては、（１）塗布膜層への伝熱、（２）塗
布膜層表面からの溶媒除去、（３）塗布膜層表面の汚染
防止、（４）塗布膜層表面の乱れ防止、（５）最適塗布
速度以上の乾燥速度が挙げられる。前記の乾燥方法は、
これらの条件の中で特に（１）と（２）および（５）に
重点を置いたものであった。

【０００４】さて、高分子フィルムあるいは多孔性支持
体などから塗布液が蒸発して乾燥する場合について、そ
の質量減少を時間に対して測定し、含水率の形に計算す
ると図３に示すようなグラフが得られる。このグラフか
ら判るように乾燥は３つの相変化すなわち、材料予熱期
間、恒率乾燥期間、減率乾燥期間を経て乾燥されるが、
従来の乾燥方法では印刷またはコーティングする塗液に
よって、材料予熱期間、恒率乾燥期間の過程において塗
布膜層表面に乱れが生じる場合があった。

【０００５】例えば、図２に示すような水性系でかつ発
泡剤を有する厚膜の塗布膜層（１２）である場合には、
単に乾燥速度を上げるような乾燥方法を用いると、塗布
膜層（１２）内部の水の拡散速度よりも塗布膜層（１
２）表面での蒸発速度が大きくなる。その塗布膜層（１
２）がこのような状態になると、塗布膜層（１２）内部
に水分が存在しながら、塗布膜層（１２）表面で表面皮
膜（１２ａ）が形成されるため、内部水分の表面への拡
散が妨げられる。これが皮張りと呼ばれている問題のも
のであり、この状態になると乾燥速度は著しく低下して
しまう。また、皮張り状態になるほど、乾燥速度が速
い、つまり熱エネルギーが大きい場合は、塗布膜層（１
２）表面の温度のみが高くなり、発泡剤が発泡してしま
うという問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の問題点を解決するものであり、その課題とすると
ころは、厚膜の塗布膜層の乾燥において乾燥初期で表面
皮膜が形成されず、かつ塗布膜層の温度を上昇させ、乾
燥時間の短縮を可能とする乾燥装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記課題
を達成するために、まず請求項１の発明では、走行する
基材に塗布膜層が形成された塗布部材の乾燥装置であっ
て、加熱乾燥手段の前に水蒸気を噴射する水蒸気加熱手
段を具備することを特徴とする乾燥装置としたものであ
る。

【０００８】また、請求項２の発明では、前記水蒸気加
熱手段に用いる水蒸気の温度が１００〜１４０℃の範囲
であることを特徴とする請求項１記載の乾燥装置とした
ものである。

【０００９】上記請求項１または２の発明によれば、走
行する基材上の印刷あるいはコーティングによる塗布膜
層の乾燥において、加熱乾燥手段の前に、１００〜１４
０℃の範囲の水蒸気加熱手段を具備することによって、
塗布膜層表面の表面皮膜の形成を防ぎ、特に発泡剤を有
する水性系塗液では発泡剤を発泡させることなく乾燥さ
せることが可能となる乾燥装置とすることができる。前
記水蒸気の温度が１００℃に満たないと、加熱用水蒸気
の分圧が低くなり、塗布膜層の塗布液温度が低くなっ
て、次の加熱乾燥手段で皮張り現象が発生し、よって乾
燥を遅くするという問題があり、１４０℃を越えると、
水蒸気分圧が高くなって、水蒸気を含めた気体全体の圧
力が高くなりすぎ、乾燥装置などからの気体漏れなどで
安定した塗布管理が困難となるので好ましくない。

【００１０】また、請求項３の発明では、前記加熱乾燥
手段は、熱風を吹き付ける熱風乾燥手段あるいは／およ
び赤外線を照射する赤外線加熱手段であることを特徴と
する請求項１または２記載の乾燥装置としたものであ
る。

【００１１】上記請求項３の発明によれば、前記の水蒸
気加熱手段による加熱処理後、少なくとも熱風吹付け装
置あるいは／および赤外線照射装置による加熱乾燥手段
を具備して乾燥させることによって、さらに乾燥速度を
速くすることができるようになり、塗布速度の上昇つま
り、生産性が向上する乾燥装置を提供することができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
用いながら説明する。本発明は、図１に示すように、走
行する基材（１０）上に印刷あるいはコーティングによ
る塗布膜層が形成された塗布部材（１）の乾燥装置（１
００）に関するものであり、特に壁紙などの発泡剤を含
んだ水性系の厚膜塗布膜層に対して好適な乾燥装置（１
００）に関するものである。

【００１３】特に、本発明の乾燥装置（１００）を発泡
剤を有する水性系の塗液をコーティングする実施例を用
いて、図３の側面概略図に基づいて説明するが、本発明
がこれに限定されるものではない。まず、例えば巻出し
部（２０）から繰り出された基材（１０）にグラビアコ
ーティングやナイフコーティングなどのコーティングユ
ニット（２２）によって発泡剤を有する水性系の塗液を
コーティングした塗布部材（１）とし、その後ヒーター
により目標温度まで加熱された水蒸気を噴出する水蒸気
加熱装置（３０）とガスバーナーにより目標温度まで加
熱された空気を噴射する熱風吹付け装置（４０）および
赤外線の放射エネルギーによる分子振動の摩擦熱を利用
して塗布膜層内部を加熱する赤外線照射装置（５０）を
用いて塗布部材（１）の塗布膜層を乾燥させ、巻取り部
（６０）で塗布部材（１）を巻き取る。

【００１４】上記水蒸気加熱装置（３０）を熱風吹付け
装置（４０）や赤外線照射装置（５０）でなる加熱乾燥
手段の前段に用いることによって、図２の側断面模式図
に示すように、塗布膜層（１２）に水分を供給しつつ、
塗布膜層（１２）の温度を上昇させることができる。し
たがって、図２に示すような塗布膜層（１２）表面に表
面皮膜（１２ａ）を形成することなく、塗布膜層（１
２）内部の温度を上昇させることで、塗布膜層（１２）
内部の水分が塗布膜層表面へ拡散することが可能とな
る。

【００１５】次に、図１に示すように、熱風吹付け装置
（４０）と赤外線照射装置（５０）を用いて、水蒸気加
熱装置（３０）によって温度が上昇した塗布膜層の水分
を蒸発させる。この赤外線照射装置（５０）は、塗布膜
層内部の水分に対して熱エネルギーを与える効果がある
ため、水蒸気加熱装置（３０）によって上昇した塗布膜
層内部の温度を維持することができ、常に塗布膜層内部
の水分が塗布膜層表面へ拡散することが可能となる。ま
た熱風吹付け装置（４０）は、塗布膜層表面に拡散され
た水分を塗布膜層表面から除去する。その塗布膜層内部
から表面への水分の拡散と塗布膜層表面の水分の除去を
同時に行うことで、乾燥後期における皮張りを防ぐこと
ができる。

【００１６】例えば上記のような水蒸気加熱装置（３
０）を用いず熱風吹付け装置（４０）と赤外線照射装置
（５０）のみで乾燥させた場合は、乾燥速度が遅い場合
は問題ないが、乾燥速度を速くすると塗布膜層温度を上
げる段階で図２に示すような表面皮膜（１２ａ）が発生
してしまう。この塗布膜層（１２）内部から表面への水
分の拡散が始まる前に塗布膜層（１２）表面での水分蒸
発が起こるため、表面皮膜（１２ａ）が形成されてしま
う。また、この表面皮膜（１２ａ）が形成されると、塗
布膜層（１２）内部から表面への水分の拡散が妨げられ
るため、塗布膜層（１２）表面の温度が更に上昇し、発
泡剤を含む塗布膜層（１２）では発泡してしまうという
問題が生じる。

【００１７】これに対し、水蒸気加熱装置（３０）を用
いた場合は、乾燥速度が速いままで用いることが可能で
あり、かつ必要以上の塗布膜層（１２）表面の温度上昇
を防ぐことも可能であるため、前記発泡問題は生じな
い。この水蒸気加熱装置（３０）による乾燥方法の特徴
は、塗布膜層（１２）表面に充分な水分を供給しつつ、
塗布膜層（１２）の温度を上昇させることである。この
ことが、表面皮膜（１２ａ）の形成を防ぎながら塗布膜
層（１２）の温度を上昇させるためには、非常に重要と
なる。

【００１８】

【実施例】次に実施例により、本発明を具体的に説明す
る。〈実施例１〉図１に示すようにコーティングユニット
（２２）にナイフコータを用いて、５０ｍ／分で走行す
るウエブ状の基材（１０）である難燃性紙基材（坪量９
０ｇ／ｍ²）に下記表１に示す配合組成で固形分６６．
４％、液体粘度６０００ｍＰａ・ｓ、比重１．２７の水
性系エマルジョン塗布液を乾燥後の塗布重量が１５０ｇ
／ｍ²になるようにコーティングし、水蒸気加熱装置
（３０）と熱風吹付け装置（４０）により、加熱処理し
て塗布部材（１）を得た。この時の水蒸気温度１００
℃、熱風吹付け装置（４０）の熱風温度は１２０℃とし
た。

【００１９】

【表１】

【００２０】〈実施例２〉水蒸気温度を１２０℃とした
以外は、実施例１と同様にして塗布部材（１）を得た。

【００２１】〈実施例３〉水蒸気温度を１４０℃とした
以外は、実施例１と同様にして塗布部材（１）を得た。

【００２２】〈比較例１〉図１に示す水蒸気加熱装置
（３０）を用いずに、その位置に小型の熱風吹付け装置
（図示せず）を設け、その熱風温度１００℃を１００℃
とした以外は、実施例１と同様にして塗布部材（１）を
得た。

【００２３】〈比較例２〉小型の熱風吹付け装置の熱風
温度を１２０℃とした以外は、比較例１と同様にして塗
布部材（１）を得た。

【００２４】〈比較例３〉小型の熱風吹付け装置の熱風
温度を１４０℃とした以外は、比較例１と同様にして塗
布部材（１）を得た。

【００２５】以上の実施例１〜３および比較例１〜３で
得られた塗布部材（１）の塗布膜面性の目視による評価
し、水蒸気加熱装置（３０）または小型の熱風吹付け装
置の入口と出口の塗布部材（１）の温度差を塗布膜層の
初期乾燥に於ける塗布液上昇温度としてその測定を行
い、その結果を表２に示した。

【００２６】

【表２】

【００２７】上記表２より、本発明の実施例と比較例の
塗布面性を比較すると、熱風加熱を用いた比較例におい
ては表面の皮張りにより表面温度のみが上昇するため乾
燥後期で表面温度が発泡温度に達し、比較例２および３
に至っては発泡剤が発泡し塗布膜面が荒れていた。それ
に対し水蒸気加熱を用いた実施例においては、塗布液内
部の拡散が活性になる塗布膜温度に達するまで塗布膜表
面に水分が与えられているため皮張りは起こらず、良好
な塗布膜面性が得られた。特に実施例２の水蒸気温度１
２０℃の条件が極めて良好なものであった。

【００２８】また、上記表２より、実施例と比較例の塗
布膜上昇温度を比較すると、同一の加熱温度において実
施例の塗布液上昇温度は、比較例の塗布液上昇温度の約
６倍の値となり、水蒸気加熱は乾燥初期の塗布膜の加熱
に優れていた。

【００２９】〈実施例４〉巻取り部（６０）における塗
布膜水分率が７％になるような基材走行速度でコーティ
ングした以外は、実施例１と同様にして塗布部材（１）
を得た。

【００３０】〈実施例５〉水蒸気温度を１２０℃とした
以外は、実施例４と同様にして塗布部材（１）を得た。

【００３１】〈実施例６〉水蒸気温度を１４０℃とした
以外は、実施例４と同様にして塗布部材（１）を得た。

【００３２】〈比較例４〉巻取り部（６０）における塗
布膜水分率が７％になるような基材走行速度でコーティ
ングした以外は、比較例１と同様にして塗布部材（１）
を得た。

【００３３】〈比較例５〉小型の熱風吹付け装置（図示
せず）の熱風温度を１２０℃とした以外は、比較例４と
同様にして塗布部材（１）を得た。

【００３４】〈比較例６〉小型の熱風吹付け装置（図示
せず）の熱風温度を１４０℃とした以外は、比較例４と
同様にして塗布部材（１）を得た。

【００３５】以上の実施例４〜６および比較例４〜６に
おける基材走行速度の結果を表３に示した。

【００３６】

【表３】

【００３７】上記表３より、実施例４〜６と比較例４〜
６において巻取り部（６０）での塗布膜水分率を７％に
するための最大基材走行速度を比較すると、実施例の基
材走行速度は、比較例のそれよりも１２ｍ／ｍｉｎ速く
加工することができ、水蒸気加熱は生産性の向上に貢献
するものであった。

【００３８】

【発明の効果】本発明は以上の構成であるから、下記に
示す如き効果がある。即ち、走行する基材に塗布膜層が
形成された塗布部材の乾燥装置において、加熱乾燥手段
の前に１００〜１４０℃の水蒸気を噴射する水蒸気加熱
手段を具備することによって、塗布膜層表面の表面皮膜
の形成を防ぎ、特に発泡剤を有する水性系塗液では発泡
剤を発泡させることなく乾燥させることが可能となる乾
燥装置とすることができる。

【００３９】また、前記の水蒸気加熱手段による加熱処
理後、少なくとも熱風吹付け装置あるいは／および赤外
線照射装置による加熱乾燥手段を具備して乾燥させるこ
とによって、乾燥速度をより速くすることができるよう
になり、塗布速度の上昇つまり、生産性が向上する乾燥
装置を提供することができる。

【００４０】従って本発明は、走行する基材に印刷ある
いはコーティングによる塗布膜層の乾燥装置において、
特に壁紙などの発泡剤を含んだ水性系の厚膜塗布層に対
して好適な乾燥装置として、優れた実用上の効果を発揮
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の乾燥装置の一実施の形態を説明する側
面概略図である。

【図２】本発明の乾燥装置に係わる塗布部材の一事例を
側断面で表した模式的説明図である。

【図３】本発明の乾燥装置に係わるもので、乾燥におけ
る相変化を説明するグラフである。

【符号の説明】

１‥‥塗布部材１０‥‥基材１２‥‥塗布膜層１２ａ‥‥表面皮膜２０‥‥巻出し部２２‥‥コーティングユニット３０‥‥水蒸気加熱装置４０‥‥熱風吹付け装置５０‥‥赤外線照射装置６０‥‥巻取り部１００‥‥乾燥装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者矢賀部裕東京都台東区台東１丁目５番１号凸版印刷株式会社内Ｆターム(参考） 2C020 CA01 CA05 CA11 2H113 AA05 EA02 FA29 FA30 FA35 FA36 FA48 3L113 AA02 AA03 AB01 AB06 AC10 AC27 AC31 AC48 BA26 CB01 CB18 CB21 CB34 DA10 DA24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】走行する基材に塗布膜層が形成された塗布
部材の乾燥装置であって、加熱乾燥手段の前に水蒸気を
噴射する水蒸気加熱手段を具備することを特徴とする乾
燥装置。
【請求項２】前記水蒸気加熱手段に用いる水蒸気の温度
が１００〜１４０℃の範囲であることを特徴とする請求
項１記載の乾燥装置。
【請求項３】前記加熱乾燥手段は、熱風を吹き付ける熱
風乾燥手段あるいは／および赤外線を照射する赤外線加
熱手段であることを特徴とする請求項１または２記載の
乾燥装置。