JP2007218484A - 熱風乾燥炉 - Google Patents

Abstract

【課題】要求に応じて高速乾燥と高品質乾燥のいずれにも迅速かつ容易に対応できる、使い勝手のよい熱風乾燥炉を提供する。
【解決手段】基材Ｗの表面に塗布した塗液を熱風で乾燥、固化させる熱風乾燥炉１において、搬送手段２が塗液塗布後の基材Ｗを搬送し、この搬送手段２の上方に可変ノズル３が設けられる。可変ノズル３は、ピン軸３Ｅとギヤ５Ａとラック５Ｂとからなる可変手段により、基材Ｗの搬送方向（イ）上流から下流までの角度範囲内で熱風の吹出し方向を変更可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、基材の表面に塗布した塗液を熱風で乾燥、固化させる熱風乾燥炉に関するものである。

従来、この種の熱風乾燥炉としては、例えば、特許文献１の段落０００２にも記載されている通り、乾燥用の熱風を基材に略直角に吹き付ける衝突流乾燥方式や、乾燥用の熱風を基材に平行に流す平行流乾燥方式等が知られている。特に、衝突流乾燥方式は、基材の表面に塗布した塗液を短時間で乾燥、固化させる、いわゆる高速乾燥に好適であり、一方、平行流乾燥方式は、基材表面の塗液を高精度に均一な厚みで乾燥、固化させる、いわゆる高品質乾燥に好適であると考えられている。

しかし、上記方式を採用した従来の熱風乾燥炉によると、いずれも、その方式があらかじめ固定されており、必要に応じて臨機応変に高速乾燥と高品質乾燥に対応することができず、使い勝手が悪い。

特開２００４−１４１７５９号公報

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、要求に応じて高速乾燥と高品質乾燥のいずれにも迅速かつ容易に対応できる、使い勝手のよい熱風乾燥炉を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、基材の表面に塗布した塗液を熱風で乾燥、固化させる熱風乾燥炉であって、前記熱風乾燥炉は、前記塗液塗布後の基材を搬送する搬送手段と、前記搬送手段の上方に設置されて熱風を吹出すとともに、前記基材の搬送方向上流から下流までの角度範囲内で熱風の吹出し方向を変更可能に設けた可変ノズルと、前記可変ノズルの熱風吹出し方向を変更する可変手段と、を具備することを特徴とする。

前記本発明において、前記可変手段は、前記可変ノズルの側板外面に搬送方向と直交するように取り付けられたピン軸と、前記ピン軸の先端部に取り付けられたギヤと、前記ギヤと噛み合うラックとからなり、前記ラックと前記ギヤを介して可変ノズル全体が前記ピン軸を回転中心として回転移動することにより、搬送方向上流から下流までの角度範囲内で、前記可変ノズルの熱風吹出し方向を変更するものであってもよい。

前記本発明において、前記可変ノズルは、前記搬送方向に沿って複数設けられ、前記可変手段は、前記可変ノズルごとに設けられ、前記可変ノズルごとの各可変手段は、それぞれ、可変ノズルの側板外面に搬送方向と直交するように取り付けられたピン軸と、前記ピン軸の先端部に取り付けられたギヤと、前記ギヤと噛み合うラックとを具備し、かつ、前記ラックと前記ギヤを介して可変ノズル全体が前記ピン軸を回転中心として回転移動することにより、搬送方向上流から下流までの角度範囲内で、前記可変ノズルの熱風吹出し方向を変更するものであり、前記各可変手段の各ラックは、前記基材の搬送方向に沿ってスライド可能に配置された連結棒に一体に固定されてなり、前記連結棒のスライド動作により、前記ラックと前記ギヤを介して前記複数の可変ノズルが同時にそれぞれのピン軸を回転中心として回転移動して、搬送方向上流から下流までの角度範囲内で、前記複数の可変ノズルの熱風吹出し方向が一度に変更されるように構成してもよい。

本発明にあっては、上記の如く、熱風を吹出すノズルの具体的な構造として可変ノズルを採用し、変更手段により搬送方向上流から下流までの角度範囲内で前記可変ノズルの熱風吹出し方向を変更する構成を採用した。このため、熱風吹出し方向を基材の搬送方向上流または下流とすることで、搬送方向と平行な方向に熱風が流れる方式（平行流乾燥方式と同等の方式）で基材表面の塗液を乾燥、固化させることができ、また、熱風吹出し方向を基材の搬送方向と直角に下向きとすることで、基材の表面に対して直角に熱風が直接吹き付けられる方式（衝突流乾燥方式と同等の方式）で基材表面の塗液を乾燥、固化させることもでき、要求に応じて高速乾燥と高品質乾燥のいずれにも迅速かつ容易に対応することが可能で、使い勝手のよい熱風乾燥炉を提供しうる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態である熱風乾燥炉を側面から見たときの断面図、図２は図１の熱風乾燥炉を正面から見たときの断面図、図３は図１の熱風乾燥炉を上面から見たときの部分断面図である。また、図４は図１の矢印Ａで示す付近の拡大図、図５は図２の矢印Ｂで示す付近の拡大図、図６は図５の矢印Ｃで示す付近の拡大図、図７は図１の矢印Ｄで示す付近の拡大図、図８および図９は熱風乾燥炉の動作説明図である。

図１の熱風乾燥炉１は炉内に基材Ｗの搬送手段２を有している。搬送手段２は、炉の入口１ａから出口１ｂに向かって整列して配置された複数の搬送ローラ２００から構成され、これらの搬送ローラ２００はモータ等の駆動手段（図示省略）によりそれぞれの軸心回りに回転駆動される。

前記搬送される基材Ｗには、熱風乾燥炉１内に入る前に予め、その表面に塗液が塗布される。この塗液塗布後の基材Ｗが、炉の入口１ａ側から搬送ローラ２００上に供給され、搬送ローラ２００の回転により炉の出口１ｂ側に向かって搬送される。本実施形態では炉の入口１ａから出口１ｂに向かう方向が基材Ｗの搬送方向（イ）となる。

搬送手段２の上方には、搬送方向（イ）に沿って所定の間隔で、可変ノズル３が複数設けられている。可変ノズル３は、図４のように前板３Ａ、後板３Ｂおよび左右の側板３Ｃから構成されるとともに、その前板３Ａと後板３Ｂの下部側がＶ字状に傾斜して先の細い熱風の吹出し口３Ｄを構成している。前記左右両側板３Ｃの外面には、搬送方向（イ）と直交するようにピン軸３Ｅが一体に取り付けられており（図６参照）、このピン軸３Ｅを中心とした仮想の円に沿って前板３Ａと後板３Ｂの上部側が円弧状に湾曲した形状になっている。

図１に示したように、前記可変ノズル３は固定されたガイドボックス４の内側に収容されている。ガイドボックス４は、図４のように前板４Ａ、後板４Ｂおよび左右の側板４Ｃから構成されるとともに、その下部側の開口部４Ｄから前記可変ノズル３の熱風吹出し口３Ｄが突出する構造になっている。また、ピン軸３Ｅを中心とした可変ノズル３の回転移動をガイドするため、ガイドボックス４の前板４Ａと後板４Ｂは、可変ノズル３の前板３Ａと後板３Ｂにそれぞれ対応して同様に湾曲した形状になっている。

図６に示したように、可変ノズル３の前記ピン軸３Ｅはガイドボックス４の側板４Ｃを貫通して突出し、この突出したピン軸３Ｅの先端部にギヤ５Ａが取り付けられ、ギヤ５Ａはガイドボックス４の外側に設けたラック５Ｂと噛み合い、ラック５ＢはＬ字アングル部品７を介して連結棒６に一体に固定され、連結棒６は搬送方向（イ）に沿ってスライド可能に配置されている。

連結棒６を搬送方向（イ）に沿って前後にスライド動作させると、連結棒６と同じ方向にラック５Ｂが移動し、ラック５Ｂとギヤ５Ａを介して可変ノズル３全体がピン軸３Ｅを回転中心として回転移動する。これにより、搬送方向（イ）上流から下流までの角度範囲内で、可変ノズル３の熱風吹出し方向が自在に変更される。このように本実施形態ではピン軸３Ｅ、ギヤ５Ａおよびラック５Ｂが熱風吹出し方向を変更する可変手段として機能する。

連結棒６のスライド動作は、炉内に設けた図１のガイド手段８でガイドされる。ガイド手段８の具体的な構造として、本実施形態では、図６に示したように、連結棒６に一体にガイドレール８００を取り付け、このガイドレール８００を上下方向から一対のＶガイドローラ８０１、８０２で挟み込む構造を採用している。この構造において、各Ｖガイドローラ８０１、８０２の外周面にはＶ溝８０３が形成され、一方、ガイドレール８００の上下面はＶガイドローラ外周面のＶ溝８０３に対応するＶ字形レール面８０４となっており、このガイドレール上下のＶ字形レール面８０４が上記各Ｖガイドローラ外周面のＶ溝８０３にそれぞれ摺動可能に係合するように構成している。

前記連結棒６は図１に示す構造のスライド駆動手段９によりスライド駆動される。スライド駆動手段９はシリンダ１０とリンク機構１１を介して連結棒６をスライド駆動する構造である。

前記シリンダ１０は、図２に示したように熱風乾燥炉１の炉外に設置される。また、図７に示したように、前記シリンダ１０はその後端部に設けた軸芯１２を中心として所定の角度範囲内で上下方向（図中矢印ロで示す方向）に回転移動できる。同シリンダ１０の先端からは駆動軸１３が突出し、突出した駆動軸１３はシリンダ１０の作動によってシリンダ軸心方向（図中矢印ハで示す方向）に進退動作する。駆動軸１３の進退動作方向は連結棒６のスライド動作方向や基材Ｗの搬送方向（イ）と一致している。

前記リンク機構１１は、シリンダ１０の進退動作に連動して連結棒６をスライド動作させる機構である。このリンク機構１１の具体的な構成として、本実施形態では、図１のように第１リンク１１０と第２リンク１１１を用いている。

前記第１リンク１１０は、従動軸１１０−１を有し、かつ、この従動軸１１０−１の外周面から下腕１１０−２と上腕１１０−３が上下方向に延びた形態になっている。

前記従動軸１１０−１は、連結棒６のスライド動作方向と直角に交差するように設けられ、かつ、図２のように熱風乾燥炉１の対向する両炉壁１−１、１−２に設置したベアリング１−３、１−３を介して回転可能に支持されている。また、この従動軸１１０−１の端部は、熱風乾燥炉１の炉外に突出し、前記シリンダ１０の駆動軸１３と立体的に直角に交差している。

前記第１リンク１１０の下腕１１０−２は、熱風乾燥炉１の炉外に配置され、かつ、同じく炉外に突出している従動軸１１０−１の外周面に一体にネジ止め固定されている。この一方、前記第１リンク１１０の上腕１１０−３は、熱風乾燥炉１の炉内に配置され、かつ、炉内に位置する前記従動軸１１０−１の外周面に一体にネジ止め固定されている。

前記上腕１１０−３の一端部には連結ピン１４−１を介して第２リンク１１１の一端部が連結され、また、前記下腕１１０−２の一端部には連結ピン１４−２を介して駆動軸１３の一端部が連結されている。上腕１１０−３と第２リンク１１１との連結部分、および下腕１１０−２と駆動軸１３との連結部分は、いずれもそれぞれの連結ピン１４−１、１４−２を軸心とした回り対偶である。

前記第２リンク１１１の他端部は、連結ピン１４−３を介して連結棒６に連結されている。この第２リンク１１１と連結棒６との連結部分も、連結ピン１４−３を軸心とした回り対偶である。

次に、上記の如く構成された熱風乾燥炉１の動作と使用例について図１、図４、図８および図９を用いて説明する。

図１に示す熱風乾燥炉１は、搬送手段２で塗液塗布後の基材Ｗを搬送しながら、その基材Ｗ表面の塗液を熱風で乾燥、固化させる。熱風は、図示しない熱風供給源からガイドボックス４内を通って可変ノズル３の熱風吹出し口３Ｄから吹出す。その際、塗液を高精度に均一な厚みで乾燥、固化させる等、塗液の高精度な乾燥、固化が要求される場合と、塗液の高速乾燥が要求される場合とがあり、これらの要求に応じて図１の熱風乾燥炉１は以下の通り迅速かつ容易に対応することができる。

上記のような塗液塗布後の基材Ｗとしては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム等の各種フィルム表面に剥離処理等の表面処理を施したものがある。このようなフィルムには、セラミックコンデンサ製造用の工程フィルムや光学フィルムなどのように、塗膜の厚さや表面状態の均一性を特に要求される場合があり、塗液を高精度に均一な厚みで乾燥、固化させる必要がある。

塗液の高精度な乾燥、固化が要求される場合には、熱風の気流を基材Ｗに対し略平行に流す平行流乾燥方式が好適である。この場合、可変ノズル３はピン軸３Ｅを中心とした回転移動により図８のように熱風の吹出し口３Ｄが搬送方向（イ）上流を向くようにセットされ、この状態で熱風吹出し口３Ｄから熱風が吹出す。吹出した熱風は、基材Ｗの表面に対し略平行で該基材Ｗの搬送方向（イ）とは逆向きの気流となって炉内を流れる。このため、搬送される基材Ｗ表面の塗液は高精度に乾燥、固化される。

ところで、塗液の種類によっては、基材Ｗの搬送方向（イ）と同じ向きに流れる熱風を用いた方が一層高精度に乾燥、固化させることができるものもある。この場合、可変ノズル３はピン軸３Ｅを中心とした回転移動により図９のように熱風の吹出し口３Ｄが搬送方向（イ）下流を向くようにセットされ、この状態で熱風吹出し口３Ｄから熱風が吹出す。

塗液の高速乾燥が要求される場合には、熱風の気流を基材Ｗに対し略直角に吹き付ける衝突流乾燥方式が好適である。この場合、可変ノズル３はピン軸３Ｅを中心とした回転移動により図４のように熱風吹出し口３Ｄが搬送方向（イ）に直角で真下を向くようにセットされ、この状態で熱風吹出し口３Ｄから熱風が吹出す。吹出した熱風は基材Ｗの表面に対し略直角に当たるため、基材Ｗ表面の塗液は高速に乾燥、固化される。

ところで、図１の熱風乾燥炉１においては、シリンダ１０の動作により図１に示す位置にある駆動軸１３を前進移動（搬送方向（ハ）の方向）させると、すべての可変ノズル３が同時にそれぞれのピン軸３Ｅを中心として回転移動し、すべての可変ノズル３の熱風吹出し方向が一度に変更される。

すなわち、駆動軸１３が前進移動すると、その前進移動量に応じて第１リンク１１０が従動軸１１０−１を中心に図中矢印ニの方向に回転移動する。そうすると、第２リンク１１１を介して連結棒６が基材Ｗの搬送方向（イ）下流側に引っ張られる。これにより、連結棒６はガイド手段８でガイドされながら基材Ｗの搬送方向（イ）下流側にスライドする。そうすると、各可変ノズル３に対応するラックが連結棒６と同じ方向に移動して対応するギヤを同時に回転させ、ギヤの回転と同じ方向に各可変ノズルがそれぞれのピン軸３Ｅを中心として同時に回転移動し、すべての可変ノズル３の熱風吹出し方向が一度に変更されるというものである。

尚、駆動軸１３が前進移動し第１リンク１１０が回転移動するときは、駆動軸１３と第１リンク１１０との運動方向の相違により、第１リンク１１０からシリンダ１０に対して該シリンダ１０を上方に持ち上げようとする力が作用するが、この力は、シリンダ１０がその後部の軸芯１２を中心として図１中矢印ロで示す上方に回転移動することにより、吸収される。また、第１リンク１１０の回転移動により連結棒６が基材Ｗの搬送方向（イ）下流側に引っ張られるときには、第１リンク１１０と連結棒６の運動方向の相違により、第２リンク１１１から連結棒６に対し該連結棒６を上方に持ち上げようとする力が作用するが、この力は、第２リンク１１１が連結ピン１４−３を中心として図中矢印ホで示す上方に回転移動することにより、吸収される。

上記実施形態の熱風乾燥炉１によると、熱風を吹出すノズルの具体的な構造として可変ノズルを採用し、変更手段により搬送方向（イ）上流から下流までの角度範囲内で前記可変ノズルの熱風吹出し方向を変更する構成を採用した。このため、熱風吹出し方向を基材Ｗの搬送方向（イ）上流または下流とすることで、搬送方向（イ）と平行な方向に熱風が流れる方式（平行流乾燥方式と同等の方式）で基材Ｗ表面の塗液を乾燥、固化させることができ、また、熱風吹出し方向を基材Ｗの搬送方向（イ）と直角に下向きとすることで、基材Ｗの表面に対して直角に熱風が直接吹き付けられる方式（衝突流乾燥方式と同等の方式）で基材Ｗ表面の塗液を乾燥、固化させることもでき、要求に応じて高速乾燥と高品質乾燥のいずれにも迅速かつ容易に対応することが可能となり、使い勝手がよい。

ところで、平行流乾燥方式の場合は塗液の乾燥に時間がかかるため、生産効率はあまりよくない。この一方、衝突流乾燥方式では熱風が特に塗液の塗布面（塗面）に当たることから、塗液の種類によっては塗面が荒れたり乾燥し過ぎたりする等の不具合が生じる。以上説明した実施形態の熱風乾燥炉１によると、可変ノズルの採用により熱風吹出し方向を必要に応じて適宜変更できる構成を採用したので、塗液の種類に応じて熱風吹出し方向を変更することで、塗液の乾燥に最適な風向で効率よく塗液の乾燥を行うことができ、生産効率の向上と塗面の品質向上とを同時に図れる。

上記実施形態では、熱風を吹出す全てのノズルを可変としたが、これに代えて、一部のノズルだけを可変としてもよい。特に、基材Ｗの搬送方向（イ）下流側では、基材Ｗ表面の塗液はその大部分が略完全に乾燥、固化している状態となるため、衝突流乾燥方式でも塗液の塗膜が荒れるおそれは殆どない。このため、基材Ｗの搬送方向（イ）下流側ではノズルを可変とせず下向きに固定してもよい。

上記実施形態では、シリンダ１０と第１及び第２リンク１１０、１１１で連結棒６をスライド動作させる構成を採用したが、これ以外の構造のアクチュエータ手段、例えばモータ等をリンク機構と連結することにより連結棒６をスライド動作させるように構成してもよい。また、連結棒６にラックを設け、このラックに係合するピニオンギヤの回転駆動により当該連結棒６をスライド動作させるという方法も採用できる。

上記実施形態では、Ｖガイドローラ８０１、８０２を用いた構造のガイド手段を採用したが、これ以外の構造のガイド手段を採用してもよい。

本発明の一実施形態である熱風乾燥炉を側面から見たときの断面図。 図１の熱風乾燥炉を正面から見たときの断面図。 図１の熱風乾燥炉を上面から見たときの部分断面図。 図１の矢印Ａで示す付近の拡大図。 図２の矢印Ｂで示す付近の拡大図。 図５の矢印Ｃで示す付近の拡大図。 図１の矢印Ｄで示す付近の拡大図。 熱風乾燥炉の動作説明図。 熱風乾燥炉の動作説明図。

符号の説明

１ 熱風乾燥炉
１ａ 炉の入口
１ｂ 炉の出口
１−１、１−２ 炉壁
１−３ ベアリング
２ 搬送手段
２００ 搬送ローラ
３ 可変ノズル
３Ａ 前板
３Ｂ 後板
３Ｃ 側板
３Ｄ 熱風吹出し口
３Ｅ ピン軸
４ ガイドボックス
４Ａ 前板
４Ｂ 後板
４Ｃ 側板
５Ａ ギヤ
５Ｂ ラック
６ 連結棒
７ Ｌ字アングル部品
８ ガイド手段
８００ ガイドレール
８０１、８０２ Ｖガイドローラ
８０３ Ｖ溝
８０４ Ｖ字形レール面
９ スライド駆動手段
１０ シリンダ
１１ リンク機構
１１０ 第１リンク
１１０−１ 従動軸
１１０−２ 下腕
１１０−３ 上腕
１１１ 第２リンク
１２ シリンダ後端部の軸心
１３ 駆動軸
１４−１、１４−２、１４−３ 連結ピン
Ｗ 基材

Claims (3)

1. 基材の表面に塗布した塗液を熱風で乾燥、固化させる熱風乾燥炉であって、
   前記熱風乾燥炉は、
   前記塗液塗布後の基材を搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段の上方に設置されて熱風を吹出すとともに、前記基材の搬送方向上流から下流までの角度範囲内で熱風の吹出し方向を変更可能に設けた可変ノズルと、
   前記可変ノズルの熱風吹出し方向を変更する可変手段と、を具備すること
   を特徴とする熱風乾燥炉。
2. 前記可変手段は、
   前記可変ノズルの側板外面に搬送方向と直交するように取り付けられたピン軸と、
   前記ピン軸の先端部に取り付けられたギヤと、
   前記ギヤと噛み合うラックとからなり、
   前記ラックと前記ギヤを介して可変ノズル全体が前記ピン軸を回転中心として回転移動することにより、搬送方向上流から下流までの角度範囲内で、前記可変ノズルの熱風吹出し方向を変更するものであること
   を特徴とする請求項１に記載の熱風乾燥炉。
3. 前記可変ノズルは、前記搬送方向に沿って複数設けられ、
   前記可変手段は、前記可変ノズルごとに設けられ、
   前記可変ノズルごとの各可変手段は、それぞれ、可変ノズルの側板外面に搬送方向と直交するように取り付けられたピン軸と、前記ピン軸の先端部に取り付けられたギヤと、前記ギヤと噛み合うラックとを具備し、かつ、前記ラックと前記ギヤを介して可変ノズル全体が前記ピン軸を回転中心として回転移動することにより、搬送方向上流から下流までの角度範囲内で、前記可変ノズルの熱風吹出し方向を変更するものであり、
   前記各可変手段の各ラックは、前記基材の搬送方向に沿ってスライド可能に配置された連結棒に一体に固定されてなり、
   前記連結棒のスライド動作により、前記ラックと前記ギヤを介して前記複数の可変ノズルが同時にそれぞれのピン軸を回転中心として回転移動して、搬送方向上流から下流までの角度範囲内で、前記複数の可変ノズルの熱風吹出し方向が一度に変更されること
   を特徴とする請求項１に記載の熱風乾燥炉。
   

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