JP2006138499A

JP2006138499A - 被乾燥物の乾燥方法及び装置

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Publication number: JP2006138499A
Application number: JP2004326367A
Authority: JP
Inventors: Yasuto Naruse; 康人成瀬
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2004-11-10
Filing date: 2004-11-10
Publication date: 2006-06-01

Abstract

【課題】溶剤系塗布膜や溶剤系フィルム等の被乾燥物を乾燥する場合でも、乾燥速度をリアルタイムに制御することができるので、乾燥ムラを防止できる。
【解決手段】揮発性の有機溶剤を溶媒の主成分として含むウエブ状の被乾燥物１２を乾燥する際に、被乾燥物１２を該被乾燥物１２のウエブ長手方向に移動させながら被乾燥物１２にレーザー照射手段１４からレーザー光を照射して乾燥すると共に、被乾燥物１２から揮発する揮発分中に含まれる有機溶剤濃度を測定手段１１で測定し、測定した測定値と予め設定した設定値とのズレがなくなるようにレーザー照射手段１４のレーザー出力をフィードバック制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は被乾燥物の乾燥方法及び装置に係り、溶媒特に揮発性の有機溶剤を溶媒の主成分とする塗布膜や、揮発性の有機溶剤を溶媒の主成分とするフィルムなどの被乾燥物の乾燥に好適な乾燥方法及び装置に関する。

金属、プラスチック、紙あるいはこれらの複合した支持体上に塗布された塗布膜や、フィルム等の被乾燥物を乾燥する乾燥装置の乾燥方式としては、熱風を被乾燥物に当てて乾燥する熱風乾燥方式、赤外線ランプからの赤外線を被乾燥物に当てて乾燥する赤外線乾燥方式、加熱したロール上に被乾燥物を接触搬送して乾燥する加熱ロール乾燥方式等がある。これらの乾燥方式のうち、支持体上に塗布された塗布物やフィルムの乾燥としては、熱風乾燥方式が一般的に利用されている。熱風乾燥方式は、特許文献１に記載されるように、トンネル状の乾燥器内に、入口から出口に向かって複数のパスローラをアーチ状に配置することにより、ウエブをローラにラップ搬送しながら、熱風で乾燥するものが広く採用されている。また、ウエブの上下面からノズルにより乾燥エアを供給し、ウエブを非接触搬送しながら乾燥する方式のものもある。

ところで、塗布膜やフィルムを製造する際の溶媒としては、一般的に、揮発性の有機溶剤を溶媒の主成分とする溶剤系塗布膜や溶剤系フィルムと、水を溶媒の主成分とする水系塗布膜や水系フィルムがある。これらの被乾燥物を乾燥する場合、急激な乾燥は乾燥ムラの原因となる。特に、揮発性の有機溶剤を溶媒の主成分として含む被乾燥物の乾燥の場合、揮発性の有機溶剤は水よりも揮発し易いことから、急激な乾燥を行うと乾燥ムラを生じ易い。従って、被乾燥物の溶媒を揮発させて被乾燥物を乾燥するには、如何に乾燥速度を設定された乾燥速度に精度良く且つリアルタイムに制御できるかが重要になる。
特開平６−６３４８７号公報

しかしながら、これら熱風乾燥方式、赤外線乾燥方式、及び加熱ロール乾燥方式の熱伝導による乾燥方式は、乾燥速度を調整しても、調整後の乾燥速度になるまでの応答時間が長くリアルタイムな制御ができないために、その間に乾燥された被乾燥物は乾燥ムラになり、乾燥不良品が多量に発生し易いという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、乾燥速度を精度良く且つリアルタイムに制御することができるので、特に溶剤系塗布膜や溶剤系フィルム等の被乾燥物を乾燥する場合であっても、乾燥ムラを防止できる被乾燥物の乾燥方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１は、前記目的を達成するために、溶媒を含むウエブ状の被乾燥物を乾燥する被乾燥物の乾燥方法において、前記被乾燥物を該被乾燥物のウエブ長手方向に移動させながら前記被乾燥物にレーザー照射手段からレーザー光を照射して乾燥すると共に、前記被乾燥物から揮発する揮発分中に含まれる溶媒濃度を測定し、前記測定した測定値と予め設定した設定値とのズレがなくなるように前記レーザー照射手段のレーザー出力をフィードバック制御することを特徴とする。

レーザー照射手段からレーザー光が被乾燥物に照射されると、レーザー光により被乾燥物が加熱され、これにより被乾燥物が乾燥される。かかるレーザー乾燥において、本発明では、レーザー乾燥にフィードバック制御を組み合わせることにより、乾燥速度を精度良く且つリアルタイムに制御することができるので、溶媒を含む被乾燥物を乾燥する場合でも乾燥ムラを防止できる。

即ち、レーザー出力を変えると、被乾燥物の加熱温度をレーザー出力に応じて瞬時（０．０１秒以内）に可変することができるので、被乾燥物から揮発する揮発分の溶媒濃度もレーザー出力に応じて迅速に可変される。また、被乾燥物から揮発する溶媒濃度は、被乾燥物の乾燥速度の指標となる。これにより、被乾燥物の乾燥速度を精度良く且つリアルタイムに制御することができるので、被乾燥物を乾燥する際の乾燥ムラを防止できる。

請求項２は請求項１において、前記溶媒は揮発性の有機溶剤を主成分とすることを特徴とする。これは、揮発性の有機溶剤を主成分とする溶媒を含む被乾燥物の乾燥の場合には、急激な乾燥により乾燥ムラが生じ易く、乾燥速度を精度良く且つリアルタイムに制御可能な本発明をより有効に活用することができるからである。

請求項３は請求項１において、前記溶媒は水を主成分とすることを特徴とする。これは、本発明は、水を主成分とする溶媒を含む被乾燥物の場合でも有効だからである。

請求項４は、請求項１〜３の何れか１において、前記レーザー光の光束断面が前記被乾燥物のウエブ幅方向に広がるように前記レーザー光を拡散すると共に、拡散したレーザー光を前記被乾燥物に照射する拡散照射方式で乾燥することを特徴とする。

拡散照射方式の乾燥方法を用いれば、レーザー光の光束断面が被乾燥物のウエブ幅方向に広がるようにレーザー光が拡散するので、ウエブ幅方向全体にレーザー光を一度に照射して被乾燥物を加熱することができる。拡散されたレーザー光の光束断面の形状としては、楕円状又は矩形状のようにウエブ幅方向に広がりを有する形状が好ましい。これにより、高速乾燥してもウエブ幅方向において乾燥ムラができにくく、均一な乾燥を行うことができる。

請求項５は請求項１〜３の何れか１において、前記レーザー光を前記被乾燥物のウエブ幅方向にスキャンさせると共に、スキャンしたレーザー光を被乾燥物に照射するスキャン照射方式で乾燥することを特徴とする。

スキャン照射方式の乾燥方法の場合にも、フィードバック制御を組み合わせることで、乾燥速度を調整してから調整後の乾燥速度になるまでの応答時間を極めて短くすることが可能となる。これにより、溶剤系塗布膜や溶剤系フィルム等の被乾燥物を乾燥する場合でも乾燥ムラを防止できる。また、スキャン照射方式の場合は、拡散照射方式に比べて乾燥の均一性の点では多少劣るものの、レーザー光を拡散しないのでパワーの大きなレーザー光源を必要としないメリットがある。

請求項６は請求項１〜５の何れか１において、前記レーザー照射手段を、前記被乾燥物のウエブ長手方向に間隔を置いて複数配設し、前記レーザー照射手段ごとに前記フィードバック制御を行うことを特徴とする。

被乾燥物によっては、異なる乾燥速度（レーザー出力）で多段乾燥する必要があるものもあるが、レーザー照射手段を、被乾燥物のウエブ長手方向に間隔を置いて複数配設し、レーザー照射手段ごとにフィードバック制御を行えば、簡単に且つ高精度な多段乾燥を行うことができる。また、複数のレーザー照射手段を同じ乾燥速度（レーザー出力）で使用して多段乾燥することも可能である。

尚、多段乾燥する場合のレーザー照射手段であるが、拡散照射方式の場合には、レーザー拡散手段を備えたレーザー照射手段（拡散照射光学系）を複数設けることを意味し、スキャン照射方式の場合には、回転多面鏡を備えたレーザー照射手段（スキャン照射光学系）を複数設けることを意味する。

請求項７は請求項１〜６の何れか１において、前記ウエブ状の被乾燥物は支持体に感光層が形成された平版印刷版であり、前記感光層を前記レーザー光で乾燥すると共に、前記レーザー照射手段のレーザー光源として前記感光層にカブリを発生させない波長のものを使用することを特徴とする。

これは、レーザー光が単色光であることを最大に生かすことのできる点であり、Ｙｇレーザー、炭酸ガスレーザー、Ｈｅ−Ｎｅレーザー等の多種類のレーザー光源の中から、感光層の感光領域を避けた波長のレーザー光源を選択することで、感光層のカブリを確実に防止できる。

本発明の請求項８は、前記目的を達成するために、溶媒を含むウエブ状の被乾燥物を乾燥する被乾燥物の乾燥装置において、前記被乾燥物にレーザー光を照射するレーザー照射手段と、前記照射されるレーザー光の光束断面が前記被乾燥物のウエブ幅方向に広がるように前記レーザー光を拡散するレーザー拡散手段と、前記被乾燥物を該被乾燥物のウエブ長手方向に移動させる移動手段と、前記被乾燥物から揮発する揮発分中に含まれる溶媒濃度を測定する測定手段と、前記測定した測定値と予め設定した設定値とのズレがなくなるように、前記レーザー照射手段のレーザー出力を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項８は拡散照射方式の乾燥方式による本発明を装置として構成したものである。

請求項９は請求項８において、前記レーザー拡散手段は平凸シリンドリカルレンズ又は凹凸シリンドリカルレンズであることを特徴とする。

平凸シリンドリカルレンズ又は凹凸シリンドリカルレンズを使用することで、入射時にスポット状のレーザー光を、レンズの曲率方向に拡散して広げることができる。

本発明の請求項１０は、前記目的を達成するために、溶媒を含むウエブ状の被乾燥物を乾燥する被乾燥物の乾燥装置において、前記被乾燥物にレーザー光を照射するレーザー照射手段と、前記照射されるレーザー光を前記被乾燥物のウエブ幅方向にスキャンする回転多面鏡と、前記被乾燥物から揮発する揮発分中に含まれる溶媒濃度を測定する測定手段と、前記被乾燥物を該被乾燥物のウエブ長手方向に移動させる移動手段と、前記測定した測定値と予め設定した設定値とのズレがなくなるように、前記レーザー照射手段のレーザー出力を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項１０はスキャン照射方式の乾燥方式による本発明を装置として構成したものである。

本発明の被乾燥物の乾燥方法及び装置によれば、乾燥速度を精度良く且つリアルタイムに制御することができるので、特に溶剤系塗布膜や溶剤系フィルム等の被乾燥物を乾燥する場合であっても、乾燥ムラを防止できる。

以下、添付図面に従って、本発明に係る被乾燥物の乾燥方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、本発明の被乾燥物の乾燥装置の第１の実施の形態の全体構成図であり、図２はレーザー拡散照射方式を示したものである。尚、被乾燥物に含まれる溶媒は、揮発性の有機溶剤を主成分とする場合でも、水を主成分とする場合でもよいが、以下の実施の形態では、本発明が特に有効な、揮発性の有機溶剤を主成分とする溶媒の場合で説明する。

図１及び図２に示すように、レーザー拡散照射方式の乾燥装置１０は、主として、ウエブ状の被乾燥物１２にレーザー光を照射するレーザー照射手段１４と、レーザー光の光束断面が被乾燥物１２のウエブ幅方向に広がるようにレーザー光を拡散するレーザー拡散手段１６と、被乾燥物１２を該被乾燥物１２のウエブ長手方向に移動させる移動手段と、被乾燥物１２から揮発する揮発分中に含まれる有機溶剤濃度を測定する測定手段１１と、測定した測定値と予め設定した設定値とのズレがなくなるように、レーザー照射手段１４のレーザー出力を制御する制御手段１３と、で構成される。移動手段は、特に図示しないが、ウエブ状の被乾燥物１２を乾燥する工程では、送出機にロール状に巻回された被乾燥物１２を巻取機で巻き取ることにより、被乾燥物１２をパスローラ１５上を移動させる方式のものが一般的に使用される（図１０の平版印刷版原反の製造ライン参照）。また、送出機と巻取機との間に、ニップローラ、あるいはサクションローラ等の搬送ローラを設けてもよい。

ウエブ状の被乾燥物１２としては、帯状の支持体上に塗布液が塗布された塗布膜や、流延塗布等により製造されたフィルム等がある。塗布膜としては、例えば、支持体に感光層を設けた平版印刷版、支持体にインク吸収層を設けたインクジェット記録材料、支持体に磁気層を設けた磁気記録媒体等があるが、これらに限定されるものではない。

支持体としては、プラスチックフィルム、金属板、紙、あるいはこれらの複合支持体、もしくはこれらの支持体に各種の下塗り層を施した支持体も用いることができる。金属板としては、アルミニウム板、鋼板、銅板、その他の金属板を用いることができる。アルミニウム板は、純アルミニウム、及び微量の異元素を含むもの、あるいはアルミニウムがラミネート又は蒸着されたプラスチックフィルム等を使用することができる。プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、６，６- ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、セルロースアセテート、アクリル系のフィルム等、各種のプラスチックフィルムを使用することができる。また、塗布膜の塗布液としては、特に限定されるものではないが、高分子化合物の有機溶媒溶液、顔料分散液、コロイド溶液等を用いることができる。また、塗布液の溶媒としては、揮発性の有機溶剤を主成分とした各種の溶媒を使用することができ、塗布液から溶媒を揮発させることにより塗布物を乾燥する。揮発性の有機溶剤としては、特開昭６２−２５１７３９号公報に記載される、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、第２ブチルアルコール、アセトン、ベンゼン、シクロヘキサン等を使用することができる。

また、レーザー照射手段１４のレーザー光源としては、一般に使用されている各種波長のもの、例えばＹＡＧレーザー（発振波長：１．０６４μｍ）、炭酸ガスレーザー（発振波長：１０．６μｍ）、Ｈｅ−Ｎｅレーザー（発振波長：０．４〜０．７μｍ）等の各種のものを被乾燥物１２の乾燥条件に応じて使い分けることができる。レーザー出力としては、レーザー光を拡散する幅、照射する強度、被乾燥物１２の移動速度に応じて適宜選択することが必要であり、数ＭＷレベル〜数千Ｗレベルまで幅広く使用することができる。また、被乾燥物１２に照射するエネルギーは、被乾燥物１２の特性、例えば熱変性し易いか否か、感光物であるか否か、乾燥速度が速いか遅いか等により適宜選択することが必要であるが、一般的に０．０１〜１００Ｊ（ジュール）／秒範囲のエネルギーを好適に使用することができる。

パスローラ１５上を搬送移動される被乾燥物１２の上方には、レーザー光の照射によって加熱されることにより被乾燥物１２から揮発する揮発分を回収する吸引フード５０が設けられ、吸引フード５０内にレーザー照射手段１４及び後記するレーザー拡散手段１６が配置される。この場合、被乾燥物１２面上にレーザー光を導くにあたり、ミラー（図示せず）を適切な位置に配置すると共に、吸引フード５０にレーザー光路用の透過窓（図示せず）を設けることにより、被乾燥物１２の上方に光学系全体を配置する必要がなくなり、例えばレーザー照射手段１４を有機溶剤が充満する吸引フード５０内の外に配設することが可能である。透過窓としては、例えば石英ガラスを好ましく使用することができる。

また、吸引フード５０の天井には、排気ダクト５２が接続されると共に、排気ダクト５２は乾燥装置１０を設置した室の外部まで延設される。排気ダクト５２には、防爆型の排気ファン５４が設けられると共に、被乾燥物１２から揮発され、吸引フード５０を介して排気ダクト５２内を流れる揮発分中の有機溶剤濃度を測定する測定手段１１が設けられる。尚、図１では、被乾燥物１２から揮発した揮発物を回収する手段として被乾燥物１２の直上に吸引開口を有する吸引フード５０を設けたが、被乾燥物１２の搬送入口と出口が形成されたトンネル状の乾燥器（図示せず）に排気ダクト５２を接続するようにしてもよい。また、測定手段１１による有機溶剤濃度の測定位置は、排気ダクト５２に限らず、吸引フード５０内でもよい。

測定手段１１で測定された有機溶剤濃度のデータは、レーザー照射手段１４のレーザー出力を制御する制御手段１３に逐次入力される。

制御手段１３は、主として、演算器１３Ａとレーザ出力調整器１３Ｂとで構成され、測定手段１１で測定された揮発分中の有機溶剤濃度は演算器１３Ａに入力される。演算器１３Ａ内には予め設定された設定有機溶剤濃度が入力されており、演算器１３Ａに入力されてくる測定有機溶剤濃度と比較されると共に、比較差をなくすために必要なレーザー出力の可変量を演算する。比較差をなくすために必要なレーザー出力の可変量は、レーザー出力の可変量と有機溶剤濃度との関係式を、試験等によって予め作成しておくとよい。そして、演算器１３Ａは演算結果をレーザ出力調整器１３Ｂに出力し、レーザ出力調整器１３Ｂがレーザー照射手段１４のレーザー光源の出力を制御する。これにより、被乾燥物１２から揮発する揮発分中の有機溶剤濃度を測定し、その測定値と予め設定した設定値とのズレがなくなるように、レーザー照射手段１４のレーザー出力を制御するためのフィードバック制御機構が構成される。かかるフィードバック制御機構によれば、測定手段１１の測定結果に応じてレーザー出力が変わると、被乾燥物１２の加熱温度をレーザー出力に応じて瞬時（０．０１秒以内）に可変することができるので、被乾燥物１２から揮発する揮発分の有機溶剤濃度もレーザー出力に応じてリアルタイムに修正される。また、被乾燥物１２から揮発する揮発分の有機溶剤濃度は、被乾燥物１２の乾燥速度の指標としてとらえることができる。従って、本発明のように、レーザー乾燥にフィードバック制御を組み合わせることにより、乾燥速度を調整してから調整後の乾燥速度になるまでの応答時間を極めて短くすることが可能となるので、乾燥速度をほぼリアルタイムに修正することができる。これにより、被乾燥物１２から揮発する揮発分中に含まれる有機溶剤濃度を測定し、測定した測定値と予め設定した設定値とのズレがなくなるようにレーザー照射手段１４のレーザー出力をフィードバック制御することにより、被乾燥物１２の乾燥速度を精度良く且つリアルタイムに制御することができるので、溶剤系塗布膜や溶剤系フィルム等の被乾燥物を乾燥する場合でも乾燥ムラを防止できる。

本発明の被乾燥物の乾燥装置１０は、平版印刷版用や写真用の感光材料を製造する際の感光層の乾燥にも好適に使用することができ、この場合には、感光層の感光領域を避けた波長のレーザー光源を選択することにより、乾燥中に感光層にカブリが発生するのを防止できる。また、一般に、感光層を構成する材料を色々選択することで、感光層の感光波長を特定の波長の範囲に設計することも可能なので、レーザー光源の波長に応じて感光層の材料設計を変えることでカブリの発生を防止してもよい。

更に、本発明の被乾燥物の乾燥装置１０は、透明な樹脂フィルムの製造の乾燥工程にも使用することができ、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、アクリル等のような透明な樹脂フィルムはレーザー吸収度が高く、レーザーを吸収することにより加熱されるので、フィルム中の有機溶剤を揮発させることができる。例えば、ＰＥＴやＰＰは、ＹＡＧ第４高調波レーザー光（２６６ｎｍ）を吸収することが知られている。また、レーザー吸収度が高くない樹脂フィルムであっても、樹脂フィルムの表面処理の際に、所望のレーザー光の波長を吸収する表面改質や、レーザー光を吸収する材料を含ませた塗布液を塗布することによってレーザー乾燥することができる。

次に、レーザー拡散手段１６について説明する。

レーザー拡散手段１６としては、図３に示すように、一面がフラットで他面が凸な平凸シリンドリカルレンズ１６Ａ、又は一面が凹で他面が凸な凹凸シリンドリカルレンズ１６Ｂを好適に使用することができる。これらシリンドリカルレンズ１６Ａ又は１６Ｂのレンズ材料としては、レーザー光の透過性、レーザー光に対する耐久性、大気中等使用雰囲気での光学安定性等を満たすレンズ材料である必要があり、例えば、炭酸ガスレーザーでは、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）、ＺｎＳｅ（亜鉛セレン）、Ｇｅ（ゲルマニウム）等を好適に用いることができる。

かかるシリンドリカルレンズ１６Ａ又は１６Ｂを、レーザー照射手段１４と、被乾燥物１２との間に配置し、拡散照射光学系１８を構成する。この拡散照射光学系１８では、レーザー照射手段１４から被乾燥物１２にレーザー光を照射することにより、シリンドリカルレンズ１６Ａ又は１６Ｂへの入射時にスポット状のレーザー光を、シリンドリカルレンズ１６Ａ又は１６Ｂの曲率方向に拡散して広げることができる。これにより、図２に示すように、レーザー光の光束断面が被乾燥物１２のウエブ幅方向に広がるようにレーザー光を拡散することができる。例えば、直径が１．５ｍｍ程度のスポット状の炭酸ガスレーザー光を、平凸シリンドリカルレンズ１６Ａを通すことにより、平凸シリンドリカルレンズ１６Ａの曲率方向に２００ｍｍ程度まで広げることが可能である。シリンドリカルレンズ１６Ａ又は１６Ｂの曲率方向の幅Ｗ（図３参照）は、レーザー光を拡散させる幅等に応じて数ｍｍ〜数百ｍｍ程度の範囲で選択するとよい。この場合、レーザー光を拡散しすぎると、被乾燥物１２を加熱するエネルギーが分散されて小さくなり、乾燥効率が悪くなるので、パワーの大きなレーザー光源を使用して大きく拡散するか、図４のように、拡散されたレーザー光の光束断面のウエブ幅方向の両端をカットするカット手段を設けるか、あるいは図５のように、ウエブ幅方向に拡散した複数のレーザー光の端部同士を重ね合わせるかの方法を適宜に用いることができる。

図４は、シリンドリカルレンズ１６Ａ又は１６Ｂと、被乾燥物１２との間にカット手段を設けた場合である。カット手段として被乾燥物１２のウエブ幅方向に長い四角状の開口部２０Ａ（アパーチャー）を有するマスク２０を配置することにより、図６（Ａ）に示す楕円形状に拡散されたレーザー光の光束断面の形状を、図６（Ｂ）に示す矩形状の光束断面を有するレーザー光に変えることができる。この場合、マスク２０を被乾燥物１２から離しすぎると、マスク２０の開口部２０Ａを通ったレーザー光がマスク２０の裏面（被乾燥物側面）に回り込んで光束断面が広がるので、被乾燥物１２の乾燥の邪魔にならない程度に被乾燥物１２に近づけることが好ましい。また、マスク２０でカットされたレーザー光によってマスク２０自体が加熱されるので、マスク２０の材質としては、熱容量の大きな耐火物として使用される材質のものであることが好ましい。マスク２０の内部に冷却装置を組み込んで、マスク２０を冷却する方法も好適に採用することができる。

また、図４では、カット手段としてマスク２０を使用したが、シリンドリカルレンズ１６Ａ又は１６Ｂと被乾燥物１２との間に、複数のレンズを配置することにより、拡散度合いや拡散によるエネルギーの分布を矯正するようにしてもよい。拡散されたレーザー光の光束断面のウエブ幅方向の長さＬ１は、ウエブ長手方向の長さＬ２の３倍以上であることが好ましい。これは、Ｌ２／Ｌ１が３倍未満で本発明の乾燥装置１０を構成しても実装置としての用途が極めてせまくなるからである。

図５のように、被乾燥物１２のウエブ幅方向に、レーザー照射手段１４とレーザー拡散手段１６とから成る複数の光学系１８、１８、１８を配列し、それぞれの光学系１８のレーザー光の光束断面が被乾燥物１２のウエブ幅方向に広がるようにレーザー光を拡散すると共に、拡散したレーザー光の光束断面のウエブ幅方向の端部が被乾燥物１２面上において互いに重なり合うようにすることにより、拡散されたレーザー光の拡散方向の端部は、中央部に比べてエネルギーが小さくなるという問題を解決することができる。尚、被乾燥物１２のウエブ幅方向に配列する光学系１８の数は３基に限るものではなく、被乾燥物１２のウエブ幅方向の寸法、被乾燥物１２を乾燥するに必要なエネルギー等により任意に設定することができる。

また、図５は複数の光学系１８を被乾燥物１２のウエブ幅方向に配列し、拡散したレーザー光の光束断面のウエブ幅方向の端部が被乾燥物１２面上において互いに重なり合うようにした場合であるが、図７のように、複数の光学系１８をウエブ長手方向に配列し、拡散したレーザー光の光束断面のウエブ長手方向の端部が被乾燥物１２面上において互いに重なり合うようにすることもできる。更には、図５と図７を組み合わせてもよい。

図８の被乾燥物の乾燥装置１０’は、レーザー拡散手段１６を備えたレーザー照射手段１４である拡散照射光学系１８を、被乾燥物１２のウエブ長手方向に間隔を置いて複数配設し、拡散照射光学系１８ごとに上記したフィードバック制御を行うように構成したものである。

即ち、パスローラ１５上を搬送移動される被乾燥物１２の上方には、被乾燥物１２が搬送移動される上流側から順に、拡散照射光学系１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃが設けられると共に、それぞれの拡散照射光学系１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃごとに区画された吸引フード５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃが設けられる。そして、それぞれの吸引フード５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃに排気ダクト５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃが設けられると共に、それぞれの排気ダクト５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃに有機溶剤濃度を測定する測定手段１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃが設けられる。

それぞれの測定手段１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃで測定された有機溶剤濃度のデータは、それぞれの拡散照射光学系１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃにおけるレーザー照射手段１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃのレーザー出力を制御する制御手段１３に逐次入力される。

制御手段１３は、主として、演算器１３Ａとレーザ出力調整器１３Ｂとで構成され、それぞれの測定手段１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃで測定された揮発分中の有機溶剤濃度は演算器に１３Ａに入力される。演算器１３Ａ内には、それぞれの吸引フード５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃごとに予め設定された設定有機溶剤濃度が入力されており、演算器１３Ａに入力される。この場合、それぞれの吸引フード５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃにおける設定有機溶剤濃度は、それぞれ異なっていてもよく、同じであってもよく、乾燥される被乾燥物１２の多段乾燥に適した設定有機溶剤濃度を設定することができる。例えば、被乾燥物１２が揮発性の有機溶剤系の塗布膜の場合には、乾燥初期に急激に乾燥すると塗布膜面がムラになりやすいので、上流側の吸引フード５０Ａの設定有機溶剤濃度が一番小さくなるようにして、乾燥速度がゆるやかになるように設定するとよい。

演算器１３Ａでは、それぞれの測定手段１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃで測定されてくる測定有機溶剤濃度とそれぞれ設定された設定有機溶剤濃度が比較されると共に、比較差をなくすために必要なレーザー出力の可変量をそれぞれ演算する。比較差をなくすために必要なレーザー出力の可変量は、レーザー出力の可変量と有機溶剤濃度との関係式を、試験等によって吸引フード５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃごとに予め作成しておくとよい。そして、演算器１３Ａは演算結果をそれぞれのレーザ出力調整器１３Ｂ₁、１３Ｂ₂、１３Ｂ₃に出力し、レーザ出力調整器１３Ｂ₁、１３Ｂ₂、１３Ｂ₃がそれぞれのレーザー照射手段１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃのレーザー光源の出力を制御する。

このように、被乾燥物１２によっては、異なる乾燥条件（レーザー出力）で多段乾燥する必要があるものもあるが、拡散照射光学系１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃを、被乾燥物１２のウエブ長手方向に間隔を置いて複数配設し、拡散照射光学系１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃごとにフィードバック制御を行えば、簡単に且つ高精度な多段乾燥を行うことができる。また、複数のレーザー照射手段を同じ乾燥条件（レーザー出力）で使用して多段乾燥することも可能である。

尚、図８では、多段乾燥として、拡散照射光学系１８を３基設けた例で示したが、２基でもよく４基以上でもよい。

図９は、本発明の被乾燥物の乾燥装置の第２の実施の形態の全体構成図であり、レーザースキャン照射方式を示したものである。尚、図１〜図８で説明したと同じ部材については同符号を付して説明すると共に、第１の実施の形態で説明した内容については省略するか、簡単に説明する。

レーザースキャン照射方式の乾燥装置１０’’は、主として、被乾燥物１２にレーザー光を照射するレーザー照射手段１４と、照射されるレーザー光を被乾燥物１２のウエブ幅方向にスキャンする回転多面鏡１７と、被乾燥物１２から揮発する揮発分中に含まれる有機溶剤濃度を測定する測定手段１１と、被乾燥物１２を該被乾燥物のウエブ長手方向に移動させる移動手段と、測定した測定値と予め設定した設定値とのズレがなくなるように、レーザー照射手段１４のレーザー出力を制御する制御手段１３と、で構成される。移動手段については第１の実施の形態で説明したと同様である。

レーザー照射手段１４からの発射されたレーザー光を遮る位置には、回転多面鏡１７が設けられる。この回転多面鏡１７は、回転軸１７Ａがレーザー光の光路に対して傾斜して配置され、レーザー光を反射すると共に、被乾燥物１２側に屈折するように構成される。そして、回転多面鏡１７で反射し屈折されたレーザー光を遮る位置に被乾燥物１２の搬送移動ラインが配置される。

これにより、レーザー照射手段１４からの発射されレーザー光は、回転する回転多面鏡１７によって被乾燥物１２のウエブ幅方向にスキャンされると共に、スキャンしたレーザー光を被乾燥物１２に照射しながら、被乾燥物１２がそのウエブ長手方向に移動されるので、レーザー光により被乾燥物１２が加熱される。これにより、被乾燥物１２がレーザー乾燥することができる。この場合、回転多面鏡１７と被乾燥物１２との間に、ｆθレンズ１９を設けるようにすると、被乾燥物１２上に照射されるレーザー光が等速直線運動を行うので、被乾燥物１２に照射される単位時間当たりの照射時間を一定にすることができ、より好ましい。

制御手段１３については、第１の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。

このように、本発明の第２の実施の形態であるレーザースキャン照射方式の乾燥装置１０’’の場合にも、被乾燥物１２から揮発する揮発分の有機溶剤濃度を測定する測定手段１１を測定し、有機溶剤濃度の測定値と予め設定した設定値とのズレがなくなるように、レーザー照射手段１４のレーザー出力をフィードバック制御することにより、被乾燥物１２の乾燥速度を精度良く且つリアルタイムに制御することができるので、溶剤系塗布膜や溶剤系フィルム等の被乾燥物を乾燥する場合でも乾燥ムラを防止できる。

また、図示しなかったが、レーザースキャン照射方式の乾燥装置１０’’の場合にも、図８の乾燥装置１０’のように、回転多面鏡１７を備えたレーザー照射手段１４であるスキャン照射光学系２１を、被乾燥物１２のウエブ長手方向に間隔を置いて複数配設し、スキャン照射光学系２１ごとに上記したフィードバック制御を行うように構成してもよい。これにより、図８の場合と同様の作用効果を得ることができる。この場合も、回転多面鏡１７と被乾燥物１２との間に、ｆθレンズ１９を設けることが好ましい。

また、本発明の被乾燥物の乾燥装置１０、１０’、１０’’は、他の乾燥方式、例えば熱風乾燥方式、赤外線乾燥方式、及び加熱ロール乾燥方式と併用する使い方も可能である。

図１０は、本発明を特に有効に利用することのできる平版印刷版原反の製造ライン１００に本発明の被乾燥物の乾燥装置１０、１０’、１０’’を組み込んだ一例である。

図１０に示すように、送出機２２には、ロール状に巻回された長尺な支持体２４がセットされる。この送出機２２から連続的に送り出された支持体２４は、表面処理部２６において表面処理が施される。表面処理が施された支持体２４は、バックコート層塗布・乾燥部２８において支持体２４の裏面にバックコート層が形成された後、下塗り塗布・乾燥部３０において支持体２４の表面に下塗り層が形成される。次に、感光層塗布・乾燥部３２において、下塗り層の上に光重合性組成物の感光層が形成された後、オーバーコート層塗布・乾燥部３４において、水素結合性基を含む水溶性高分子を主成分とするオーバーコート層が形成されると共に、形成されたオーバーコート層の水溶性高分子の結晶化度が所定範囲に制御される。次に、オーバーコート層は、オーバーコート層調湿ゾーン３６において、オーバーコート層の含水率が所定範囲になるように制御される。オーバーコート層の含水率は、赤外線水分計４１でオンライン測定され、その含水率データが一定になるようにオーバーコート層調湿ゾーンの空調ユニット４２がオーバーコート層調湿ゾーンの温湿度を制御する。これらの工程を経て製造された平板印刷版の原反２４Ａは、巻取機３８に巻き取られる。

かかる、平版印刷版原反の製造ラインのバックコート層塗布・乾燥部２８、下塗り塗布・乾燥部３０、感光層塗布・乾燥部３２の乾燥部において、本発明の被乾燥物の乾燥装置１０、１０' 、１０''を使用することができる。特に、感光層塗布・乾燥部３２の乾燥部において、感光層の感光領域を避けた波長のレーザー光源を選択することにより、乾燥中に感光層にカブリが発生するのを防止できる。

本発明の被乾燥物の乾燥装置の第１の実施の形態の全体構成図本発明の第１の実施の形態における拡散照射方式のレーザー照射の概念図平凸シリンドリカルレンズ及び凹凸シリンドリカルレンズの説明図レーザー光の拡散例で光束断面を楕円状から矩形状にするマスクを設けた概念図複数のレーザー照射手段を被乾燥物のウエブ幅方向に配置して、複数の光束断面のウエブ幅方向端部が重なるようにした概念図図４のマスクにより光束断面が楕円状から矩形状になることを説明する説明図複数のレーザー照射手段を被乾燥物のウエブ長手方向に配置して、複数の光束断面のウエブ長手方向端部が重なるようにした概念図レーザー拡散手段を備えたレーザー照射手段である拡散照射光学系を、被乾燥物のウエブ長手方向に間隔を置いて複数配設し、拡散照射光学系ごとに上記したフィードバック制御を行うようにした構成図本発明の被乾燥物の乾燥装置の第２の実施の形態の全体構成図平版印刷版原反の製造ラインのブロック図

符号の説明

１０、１０’、１０’’…乾燥装置、１１…有機溶剤濃度の測定手段、１２…被乾燥物、１３…制御手段、１３Ａ…演算器、１３Ｂ…レーザ出力調整器、１４…レーザー照射手段、１５…パスローラ、１６…レーザー拡散手段、１６Ａ…平凸シリンドリカルレンズ、１６Ｂ…凹凸シリンドリカルレンズ、１７…回転多面鏡、１８…拡散照射光学系、１９…ｆθレンズ、２０…マスク、２１…スキャン照射光学系、２２…送出機、２４…支持体、２４Ａ…平版印刷版原反、２６…表面処理部、２８…バックコート層塗布・乾燥部、３０…下塗り塗布・乾燥部、３２…感光層塗布・乾燥部、３４…オーバーコート層塗布・乾燥部、３６…オーバーコート層調湿ゾーン、３８…巻取機、４１…赤外線水分計、４２…オーバーコート層調湿ゾーンの空調ユニット

Claims

溶媒を含むウエブ状の被乾燥物を乾燥する被乾燥物の乾燥方法において、
前記被乾燥物を該被乾燥物のウエブ長手方向に移動させながら前記被乾燥物にレーザー照射手段からレーザー光を照射して乾燥すると共に、
前記被乾燥物から揮発する揮発分中に含まれる溶媒濃度を測定し、
前記測定した測定値と予め設定した設定値とのズレがなくなるように前記レーザー照射手段のレーザー出力をフィードバック制御することを特徴とする被乾燥物の乾燥方法。
前記溶媒は揮発性の有機溶剤を主成分とすることを特徴とする請求項１の被乾燥物の乾燥方法。
前記溶媒は水を主成分とすることを特徴とする請求項１の被乾燥物の乾燥方法。
前記レーザー光の光束断面が前記被乾燥物のウエブ幅方向に広がるように前記レーザー光を拡散すると共に、拡散したレーザー光を前記被乾燥物に照射する拡散照射方式で乾燥することを特徴とする請求項１〜３の何れか１の被乾燥物の乾燥方法。
前記レーザー光を前記被乾燥物のウエブ幅方向にスキャンさせると共に、スキャンしたレーザー光を被乾燥物に照射するスキャン照射方式で乾燥することを特徴とする請求項１〜３の何れか１の被乾燥物の乾燥方法。
前記レーザー照射手段を、前記被乾燥物のウエブ長手方向に間隔を置いて複数配設し、前記レーザー照射手段ごとに前記フィードバック制御を行うことを特徴とする請求項１〜５の何れか１の被乾燥物の乾燥方法。
前記ウエブ状の被乾燥物は、支持体に感光層が形成された平版印刷版であり、前記感光層を前記レーザー光で乾燥すると共に、前記レーザー照射手段のレーザー光源として前記感光層にカブリを発生させない波長のものを使用することを特徴とする請求項１〜６の何れか１の被乾燥物の乾燥方法。
溶媒を含むウエブ状の被乾燥物を乾燥する被乾燥物の乾燥装置において、
前記被乾燥物にレーザー光を照射するレーザー照射手段と、
前記照射されるレーザー光の光束断面が前記被乾燥物のウエブ幅方向に広がるように前記レーザー光を拡散するレーザー拡散手段と、
前記被乾燥物を該被乾燥物のウエブ長手方向に移動させる移動手段と、
前記被乾燥物から揮発する揮発分中に含まれる溶媒濃度を測定する測定手段と、
前記測定した測定値と予め設定した設定値とのズレがなくなるように、前記レーザー照射手段のレーザー出力を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする被乾燥物の乾燥装置。
前記レーザー拡散手段は平凸シリンドリカルレンズ又は凹凸シリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項８の被乾燥物の乾燥装置。
溶媒を含むウエブ状の被乾燥物を乾燥する被乾燥物の乾燥装置において、
前記被乾燥物にレーザー光を照射するレーザー照射手段と、
前記照射されるレーザー光を前記被乾燥物のウエブ幅方向にスキャンする回転多面鏡と、
前記被乾燥物から揮発する揮発分中に含まれる溶媒濃度を測定する測定手段と、
前記被乾燥物を該被乾燥物のウエブ長手方向に移動させる移動手段と、
前記測定した測定値と予め設定した設定値とのズレがなくなるように、前記レーザー照射手段のレーザー出力を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする被乾燥物の乾燥装置。