JP2008032278A - 表面乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で小型コンパクトで安価な、熱の利用効率が高く、加熱手段が小さくても高温が得られ、乾燥の処理スピードが速く、仕上がりがきれいである表面乾燥装置の提供。
【解決手段】表面乾燥装置は、下部底板に空気取り入れ口２３が形成され、上面に被乾燥物に対向する熱風吹き出し口８を有する上面板２２を備え、上面板の側方に熱風循環のための吸気口２５を備えており、内部に送風機６ａ、６ｂと加熱手段７を設置した加熱室２４を形成した筐体２１からなり、筐体下部から取り込み加熱された空気が、上面から噴出されて被乾燥物に当たり吸気口から加熱室に導かれて循環する。被乾燥物を上面板との間に所定の間隔を保持して走行させ、上面板は、幅寸法が被乾燥物の幅寸法よりも狭く形成される。吸気口は、上面板と、その側方に上面板を挟んで並立した上面板の位置よりも背が高く上端部の断面が内向きのＬ字型に成型された筐体の側板との間に形成した隙間である。
【選択図】図２

Description

本発明は、印刷物などの表面を乾燥するための乾燥装置に関するものであり、構造が簡単で小型コンパクトでありかつ安価である、加熱手段が小さくても高温が得られ、乾燥の処理スピードが速くかつ仕上がりがよい表面乾燥装置を提供するものである。

食品などの包装にあっては、品名、原材料、製造日、賞味期限、製造者名などを印刷し出荷することが必要である。例えば、パンの製造などの場合、毎日製造から出荷前の短時間に印刷と乾燥が行なわれるため、迅速な処理が必要である。

ところが、従来の印刷物の乾燥装置は、大型の加熱装置が必要であり、装置が大型になり高価であった。また、熱の利用効率が悪く高温が得られなかった。高温が得られないので乾燥の処理スピードが遅く、このためインクがこすれたりだれたりすることがあって仕上がりがよくない場合があった。また表面乾燥装置の構造が非対称であるので、製造ラインの構成において配置が制約され方向性を考える必要があり、製造ライン構成の自由度が小さかった。

一方、印刷を行なう側からみると、一般に大規模なメーカーから小規模の家内工業的メーカーに及ぶ各種の食品メーカーに対応するには、従来型の装置は大きく高価であった。このため小回りが利くコンパクトで安価な乾燥装置が望まれていた。

従来のこの種の乾燥装置として、特許文献１に開示されたものは、図７及び図８に示したように、溶剤を含む塗膜面を有するウェブ７２を乾燥する乾燥炉７１で、溶剤ガスと窒素ガスからなる混合ガスを内部に充満させている。混合ガスは吸気ノズル７１ｃから吸引されて加熱された後に、排気ノズル７１ｄから排出される。乾燥炉７１はカーテンボックスによって搬入口と搬出口をシールすることによって形成された閉鎖空間の中に赤外線ヒータ７７を設置している。赤外線ヒータ７７は、ウェブ７２が通過する方向に沿って乾燥炉７１内に設置されている。乾燥炉７１は凝縮器７４や加熱送風装置７５を備えており、加熱送風装置７５は流入用ダクト５１と、循環ファン５３と、熱源ヒータ５４と、リターン用ダクト５２を備えている。流入用ダクト５１は、吸気ノズル７１ｃと循環ファン５３とを接続し、乾燥炉７１内の混合ガスを循環ファン５３に導く。循環ファン５３は流入用ダクト５１内の混合ガスを矢印方向に循環して熱源ヒータ５４に送出する。７０はガイドローラ、４３，４６は窒素ガスなどの流入用配管とリターン用配管である。

上記のように、従来の乾燥炉は搬入口７１ａと搬出口７１ｂをカーテンボックスでシールすることによって閉鎖空間を設けてその中に赤外線ヒータ７７を設けたうえ、さらにダクト５１や、循環ファン５３、熱源ヒータ５４を設けた加熱送風装置７５を備えなければならず、装置が複雑で大がかりとなり、高価なものになっていた。

特開平１１−２５４６４２号公報（図１、図２、〔００１６〕〜〔００２２〕）

そこで、上記のような問題を解決することが望まれている。
本願の発明者は、前記の課題を解決すべく種々検討を行った結果、密閉した空間やダクトを必要とせず、簡単な構造で熱気を循環することによって高温が得られ、小型で装置が安価であり、また、熱の利用効率がよく高温が得られるので乾燥の処理スピードが速く、また表面乾燥装置の構造が対称であるので、製造ライン構成の自由度が大きいものとして、本発明を完成させるに至ったものである。

すなわち、本発明は高価な大型の加熱装置が不要であり、簡単な構造で小型コンパクトで安価である表面乾燥装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、熱気循環方式にしたことにより熱の利用効率が高く、加熱手段が小さくても高温が得られ、乾燥の処理スピードが速く、仕上がりがきれいである表面乾燥装置を提供することを目的とする。

上記目的は、以下の手段により達成できる。すなわち、本発明の請求項１に係る表面乾燥装置は、
下面には空気取り入れ口が形成され、
上面には被乾燥物に対向する熱風吹き出し口を有する上面板を備え、
前記上面板の側方に熱風循環のための吸気口を備えており、
内部に送風機と加熱手段を設置した加熱室を形成した筐体からなり、
前記筐体下面から取り込み加熱された空気が、上面から噴出されて被乾燥物に当たり吸気口から加熱室に導かれて循環するようにしたことを特徴とする。

本発明の請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の表面乾燥装置において、前記被乾燥物を前記上面板との間に所定の間隔を保持して走行させるようにしてあることを特徴とする。

本発明の請求項３にかかる発明は、請求項１又は２に記載の表面乾燥装置において、前記上面板は、該上面板の幅寸法が前記被乾燥物の幅寸法よりも狭く形成されたことを特徴とする。

本発明の請求項４にかかる発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の表面乾燥装置において、前記熱風吹き出し口は、被乾燥物の走行方向に対して直角に複数の条孔を前記上面板に並列形成してあることを特徴とする。

本発明の請求項５にかかる発明は、請求項１記載の表面乾燥装置において、前記吸気口は、前記上面板と、該上面板の側方に上面板を挟んで並立した上面板の位置よりも背の高い筐体の側板との間に形成した隙間であることを特徴とする。

本発明の請求項６にかかる発明は、請求項５記載の表面乾燥装置において、前記筐体の側板の上端部は、断面が内向きのＬ字型に成型されていることを特徴とする。

本発明の請求項７にかかる発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の表面乾燥装置において、筐体は、下から送風機、空気取り入れ口、加熱手段、上面板の順に配置され、少なくとも前記吸気口の上面板から加熱手段までの間は前記筐体の側板の内側に仕切り板が設けられていることを特徴とする。

本発明の請求項８にかかる発明は、請求項７記載の表面乾燥装置において、前記加熱室は、被乾燥物の走行方向に対してほぼ直角な方向に間隔を置いて配列した複数の加熱手段を備えていることを特徴とする。

請求項１の発明によると、この表面乾燥装置は、下面には空気取り入れ口が形成され、上面には被乾燥物に対向する熱風吹き出し口を有する上面板を備え、上面板の側方に熱風循環のための吸気口を備えており、内部に送風機と加熱手段を設置した加熱室を形成した筐体からなり、筐体下面から取り込み加熱された空気が、上面から噴出されて被乾燥物に当たり吸気口から加熱室に導かれて循環するようにしたことにより、１）高価な大型の加熱装置が不要であり、装置が小型化でき安価である。２）熱気循環方式にしたことにより熱の利用効率が高く高温が得られる。３）熱気循環方式にしたことにより、加熱手段が小さくても高温が得られる。４）吸気口と空気取り入れ口の気圧の差を利用した循環方式であるので空気流は円滑に流れ騒音も少ない。５）高温が得られるので乾燥の処理スピードが速く、仕上がりがきれいである。６）表面乾燥装置が対称構造であるので、製造ラインの構成において方向性を考える必要が無く、少機種で製造ラインの組み換えが容易にできる。などという効果が得られる。

請求項２の発明によると、表面乾燥装置は被乾燥物を上面板との間に所定の間隔を保持して走行させるようにしてあることにより、上述の効果に加えて、被乾燥物の走行は円滑であり、またこの間隔に充満する熱風は高気圧となって吸気口に流れ込むので循環が円滑に行なわれる。

請求項３の発明によると、表面乾燥装置は、上面板は幅寸法が被乾燥物の幅寸法よりも狭く形成されていることにより、上面板上は間隔を以って被乾燥物で全面が覆われることになり上述の効果に加えて、前記の間隔に充満する熱風は上方に漏れることなく側方の吸気口に流れ込むので循環が無駄なく行なわれる。

請求項４の発明によれば、表面乾燥装置は、熱風吹き出し口が、被乾燥物の走行方向に対して直角に複数の条孔を上面板に並列形成してあることによって、被乾燥物の表面にむら無く熱気が吹付けられることとなり、むらのない均一な乾燥結果が得られる。

請求項５の発明によれば、表面乾燥装置の吸気口は、上面板と上面板の側方に上面板を挟んで並立した上面板の位置よりも背の高い筐体の側板との間に形成された隙間であるので、吹き出した熱風は側板に当たって下方に導かれることになり、簡単な構造で熱気の循環が得られるという効果がある。

請求項６の発明によれば、表面乾燥装置は、筐体の側板の上端部は、断面が内向きのＬ字型に成型されていることにより、上述の効果に加えて、被乾燥物が上縁を滑らかに走行できるとともに、Ｌ字で囲われた吸気口に上面板から吹き出した熱風が導かれることになり、簡単な構造で熱気の循環がよくなるという効果がある。

請求項７の発明によれば、表面乾燥装置は、筐体は、下から送風機、空気取り入れ口、加熱手段、上面板の順に配置され、少なくとも吸気口の上面板から加熱手段までの間は前記筐体の側板の内側に仕切り板が設けられていることによって、上述の効果に加えて、吸気口からの熱風が側板と仕切り板により導かれることになり、簡単な構造で熱気の循環がよくなるという効果がある。

請求項８の発明によれば、表面乾燥装置は、加熱室は、被乾燥物の走行方向に対してほぼ直角な方向に間隔を置いて配列した複数の加熱手段を備えていることによって、被乾燥物の表面にむら無く熱気が吹付けられることとなり、むらのない均一な乾燥結果が得られる。

以下に本発明の実施例につき図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための表面乾燥装置を例示するものであって、本発明をこの態様に限定することを意図するものではなく、種々の変更が可能であり、特許請求の範囲に包含されるその他の実施態様のものにも及ぶことは言うまでもない。

図１は本発明に係る表面乾燥装置の１実施例の構成を概略的に説明する模式図、図２は図１に示す表面乾燥装置の１実施例に係る表面乾燥装置の内部構造を示す縦断面図、図３は同表面乾燥装置の熱風吹き出し口を構成する上面板と内部の構造を示す一部切欠き平面図であり、図４は同表面乾燥装置の空気取り入れ口を構成する底板の構造を示す平面図である。また、図５は同表面乾燥装置の側面図である。図６は同表面乾燥装置の図２Ａ−Ａ線における側断面図である。

図１は本発明に係る表面乾燥装置の一実施例の模式図である。この実施例は、食品包装袋に製造年月日、賞味期限、製造者名などを印刷し出荷するための印刷機に連動させた乾燥装置を示すものである。図１に示すように、ポリアミドフィルムなどのプラスチック包装袋を構成するフィルムのロール３から引き出されたウェブ４は、印刷機１を通過して必要事項が印刷され、ウェブ４表面にインクを付着させて印刷機１の下部に配置された表面乾燥装置２に送られ、表面乾燥装置２の上を通過してインクを乾燥させて巻き取りロール５によって巻き取られる。表面乾燥装置２は、送風機６、加熱手段７、熱風吹き出し口８、ウェブ走行面９を備えた筐体２１である。１０ａ、１０ｂ、１０ｃはガイドローラである。

さらに、図２〜図６を参照して詳細に説明すると、本発明の表面乾燥装置２は、全体としては筐体２１をなしており、その下面には２つの空気取り入れ口２３ａ、２３ｂが形成された皿型の底板２３を備えている。それぞれの空気取り入れ口２３ａ、２３ｂには対応する送風機６ａ、６ｂが取り付けられている。筐体２１の上面には、被乾燥物であるウェブ４に対向するように熱風吹き出し口８を有する上面板２２を備えている。熱風吹き出し口８は、ウェブの走行方向に対して直角方向に並列形成してある複数の楕円形の条孔である。底板２３と上面板２２との間に形成された加熱室２４には複数の加熱手段７を設置してある。また、上面板２２の側方に熱風循環のための吸気口２５を備えており、筐体２１下面から内部に、送風機６ａ、６ｂで送り込まれて加熱された空気が、上面板から噴出されて被乾燥物に当たり側方の吸気口２５から加熱室２４に導かれて循環するようにしてある。筐体２１の側面には端子台ボックス２６が取り付けられ、図示しないが加熱手段７の電源端子や、温度センサなどが組み込まれている。また筐体２１の下部には、平行に設けたパイプ３０に沿って表面乾燥装置２をスライドして移動させるための支持部２７が両側に設けられている。

表面乾燥装置２は、ウェブ４を筐体の側板２８の上縁２８ａに沿って、上面板２２との間に所定の間隔を保持した状態でウェブ４を走行させるようにしてある。このことにより、ウェブ４の走行は円滑であり、またこの間隔に充満する熱風は下からの送風機６ａ、６ｂの風により、高圧力となって吸気口２５に流れ込み圧力の低い下方に進むので熱風が循環し、温度上昇が急速かつ円滑に行なわれる。また、上面板２２はその幅寸法がウェブ４の幅寸法よりも狭く形成されていて表面乾燥装置２の幅が狭いために、上面板２２の上はウェブ４で全面が覆われることになり、前記の間隔に充満する熱風は上方に漏れることなく側方の吸気口２５に流れ込むので、熱風の循環が無駄なく行なわれる。

上面板２２は、図３に示したように、熱風吹き出し口８がウェブ４の走行方向に対して直角に複数の条孔を並列形成してあることによって、ウェブ４の表面にむら無く熱風が吹付けられることとなり、むらのない均一な乾燥結果が得られる。

図に示したように、吸気口２５は、上面板２２と上面板の側方に上面板を挟んで並立し上面板の位置よりも高い位置まで筐体２１の側面を覆う側板２８との間に形成した隙間である。上面板２２の熱風吹き出し口８から吹き出した熱風はウェブ４に当たりその印刷面を乾燥させるが、上方には逃げられないので、側方に移動し、側板２８に当たって下方に導かれることになり、この隙間を通って再び加熱室２４に入る。このような簡単な構造で熱気の循環が得られる。側板２８の上端部は、断面が内向きのＬ字型に成型されていることにより、ウェブ４が上縁２８ａを滑らかに走行できるとともに、Ｌ字で囲われた吸気口２５に上面板２２から吹き出した熱風が導かれることになり、熱気の循環がよくなる（図５、図６）。筐体２１は、下から送風機６ａ、６ｂ、空気取り入れ口２３ａ、２３ｂ、加熱手段７、上面板２２の順に配置される。筐体２１の側板２８の内側には吸気口２５の上面板２２から加熱手段７の下部にかけては仕切り板２９が設けられており、これによって、吸気口２５からの熱風が側板２８と仕切り板２９により導かれることになり、簡単な構造で熱気の循環がよくなるという効果がある。

加熱手段７は、熱源にニクロム線を使用した発熱体を持つ市販のカートリッジヒータに凹凸放熱フィンを備えたパイプ状アルミニウム製の厚肉ヒートシンク３１を被せたものを使用した。このカートリッジヒータは、図示しないが、コアに密接に巻かれたニクロム線の発熱体が酸化マグネウムを含む絶縁体でカバーされ、さらにステンレススチールの外郭によってカバーされた構造を持ち、使用温度が常温乃至３００℃のものである。このカートリッジヒータに、筐体の幅に対応した長さのパイプ状ヒートシンク３１を被せて加熱手段７とし、これを加熱室内２４にウェブ４の走行方向に対してほぼ直角な方向に間隔を置いて複数配列している。このことによって、ウェブ４が表面乾燥装置２の上面を走行する間に、ウェブ４の表面にむら無く熱気が吹付けられることとなり、むらのない均一な乾燥結果が得られる。なお３２はヒータ支持板である。

実施試験結果：
本発明の表面乾燥装置２の性能を確認するため、次のとおりウェブ４の進行速度を設定し運転実施したところ以下のような結果が得られた。
試験内容１：
図１の模式図に示したような印刷機付きの表面乾燥装置２を用い、インク転写物にインクを付着させ、下部に位置する表面乾燥装置を使用して乾燥性能を確認した。インク転写物は、印刷面に直接熱風が当たるように表面乾燥装置の上面板から１３ｍｍ離して走行させた。インク転写物の走行速度を変えて、ガイドローラ１０ｂに接触した印刷面からローラ１０ｃへの転写量で、ガイドローラ１０ｂからガイドローラ１０ｃ間の３２０ｍｍにおける乾燥状態を検査した。表面乾燥装置の設定温度は９５℃とした。
インク：乳酸エチルを溶剤とする混合物からなるインク
インクの転写物：ポリアミドフィルム、ウレタンフィルム
転写印字内容：縦３０ｍｍ×横６０ｍｍ
賞味期限 ○○月○○日
製造年月日 ○○月○○日
製造所固有記号 ○○○
試験結果：転写物の走行速度を２００ｍｍ／Ｓｅｃから５５０ｍｍ／Ｓｅｃまで、５０ｍｍ／Ｓｅｃきざみで８段階、印字回数を各段階あたり１００回きざみで１０００回まで１０段階のマトリックスとして実施し、転写なし、少量の転写あり、鮮明な転写ありの３段階で評価した。結果は５５０ｍｍ／Ｓｅｃ、１０００回のみが少量の転写ありとの結果となり、５５０ｍｍ／Ｓｅｃ、９００回又は５００ｍｍ／Ｓｅｃ、１０００回については転写は発生せず、良好な乾燥結果が得られた。

試験内容２：
乾燥装置の設定温度までの到達時間を計測した。
Ａ 設定温度９５℃、外気温２４℃、湿度４０％、設定温度到達時間３９０秒
Ｂ 設定温度９０℃、外気温２４℃、湿度４６％、設定温度到達時間３１２秒
Ｃ 設定温度８０℃、外気温２４℃、湿度４６％、設定温度到達時間２２５秒
いずれの場合も、循環方式による本発明の表面乾燥装置は、短い設定温度到達所要時間で急速な立ち上がりが可能であることが分かった。

ウェブ４は、ポリエチレンの他ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエステルなど各種のプラスチックフィルムのロールであってもよい。印刷した後に本発明に係る表面乾燥装置２に通して直ちに乾燥され、ついで袋として形成される。
以上には、ウェブがプラスチックフィルムの例について述べたが、プラスチックフィルムとして分解性フィルムを使用すれば環境にやさしい包装とすることができる。また、ウェブは紙であってもよく、袋が紙の場合にも、窓が設けられその窓の部分は切り抜かれたり、透明のフィルムが張られたりしている場合もある。印刷事項は場合に応じて適宜定められる。

以上には、加熱手段としてカートリッジ型のニクロム線ヒータを使用してパイプ状とした例を挙げて説明したが、本発明をこれに限定するものではない。例えば赤外線ランプ、熱電対その他の発熱源を使用することもできる。

本発明に係る表面乾燥装置は、構造が簡単であるので、取り扱いが容易で、未経験者や経験の少ない者でも乾燥作業を迅速、的確かつ効率的に行うことができる。

また、本発明に係る表面乾燥装置によると、装置が対称構造であるので、製造ラインの構成において方向性を考える必要が無く、少機種で対応することが容易であるという利点もある。また、印刷機と一体に組み込んで縦型に構成してもよいし、別体とした平面配置としてもよく、柔軟な自由度のあるライン構成が可能である。しかも、その場合に装置が小型であるので、占有面積が少ないラインを構成できる利点がある。本発明に係る表面乾燥装置は簡単な構造で、かつ小型で安価に得られる。

また、用途として上記には印刷物の表面乾燥を挙げて説明したが、本発明に係る表面乾燥装置は、上記の場合に限らず他の目的で表面を乾燥させる必要のある用途に使用することができる。例えば、印刷物の一般乾燥、熱風噴射による素材部品等のインキ乾燥、各種部品の洗浄後の乾燥、溶剤の乾燥など多用途に使用することが可能である。必要に応じて固定、移動などのための被乾燥物の基台を変えることによって各種の対象物の乾燥を行なうことができる。

以上説明したように、本発明に係る表面乾燥装置は、１）高価で大型の外付け加熱装置が不要であり、装置が小型にでき安価である。２）熱気循環方式にしたことにより熱の利用効率が高く高温が得られる。３）熱気循環方式にしたことにより、加熱手段が小さくても高温が得られる。４）吸気口と空気取り入れ口の気圧の差を利用した循環方式であるので空気流は円滑に流れ騒音も少ない。５）高温が得られるので乾燥の処理スピードが速く、仕上がりがきれいである。６）表面乾燥装置が対称構造であるので、製造ラインの構成において方向性を考える必要が無く、少機種で製造ラインの組み換えが容易にできる。などという優れた効果が得られる。

図１は、本発明に係る表面乾燥装置の１実施例の構成を概略的に説明する模式図である。 図２は、図１に示す表面乾燥装置の１実施例に係る表面乾燥装置の内部構造を示す縦断面図である。 図３は、同表面乾燥装置の熱風吹き出し口を構成する上面板と内部の構造を示す一部切欠き平面図である。 図４は、同表面乾燥装置の空気取り入れ口を構成する底板の構造を示す平面図である。 図５は、同表面乾燥装置の側面図である。 図６は、同表面乾燥装置の図２Ａ−Ａ線における側断面図である。 図７は、従来の乾燥装置の概略図である。 図８は、従来の乾燥装置の内部を示す側断面図である。

符号の説明

１ 印刷機
２ 表面乾燥装置
４ ウェブ
６ａ、６ｂ 送風機
７ 加熱手段
８ 熱風吹き出し口
９ ウェブ走行面
２１ 筐体
２２ 上面板
２３ 底板
２３ａ、２３ｂ空気取り入れ口
２４ 加熱室
２５ 吸気口
２８ 側板
２８ａ 側板の上縁
２９ 仕切り板
３１ ヒートシンク
３２ ヒータ支持板

Claims (8)

1. 下面には空気取り入れ口が形成され、
   上面には被乾燥物に対向する熱風吹き出し口を有する上面板を備え、
   前記上面板の側方に熱風循環のための吸気口を備えており、
   内部に送風機と加熱手段を設置した加熱室を形成した筐体からなり、
   前記筐体下面から取り込み加熱された空気が、上面から噴出されて被乾燥物に当たり吸気口から加熱室に導かれて循環するようにしたことを特徴とする表面乾燥装置。
2. 前記被乾燥物を前記上面板との間に所定の間隔を保持して走行させるようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の表面乾燥装置。
3. 前記上面板は、該上面板の幅寸法が前記被乾燥物の幅寸法よりも狭く形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の表面乾燥装置。
4. 前記熱風吹き出し口は、被乾燥物の走行方向に対して直角に複数の条孔を前記上面板に並列形成してあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表面乾燥装置。
5. 前記吸気口は、前記上面板と、該上面板の側方に上面板を挟んで並立した上面板の位置よりも背の高い筐体の側板との間に形成した隙間であることを特徴とする請求項１に記載の表面乾燥装置。
6. 前記筐体の側板の上端部は、断面が内向きのＬ字型に成型されていることを特徴とする請求項５に記載の表面乾燥装置。
7. 前記筐体は、下から送風機、空気取り入れ口、加熱手段、上面板の順に配置され、少なくとも前記吸気口の上面板から加熱手段までの間は前記筐体の側板の内側に仕切り板が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の表面乾燥装置。
8. 前記加熱室は、被乾燥物の走行方向に対してほぼ直角な方向に間隔を置いて配列した複数の加熱手段を備えていることを特徴とする請求項７に記載の表面乾燥装置。

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