JP2015020325A - 連続乾燥設備 - Google Patents
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Abstract
【課題】流延膜の厚みがサブミリオーダー以上の場合の高さが均一な無端金属ベルトを備えた連続乾燥設備を提供すること。
【解決手段】回転走行可能な無端金属ベルト21および乾燥室12を備える連続乾燥設備において、無端金属ベルト21を支持するサポートロール41を0.1m以上、1.0m以下の間隔で連続して配置することで、無端金属ベルト21の幅方向の高さが、両端部合計100mmを除く全幅において均一あるいは実質的に均一な領域を形成することができる。
【選択図】図8
【解決手段】回転走行可能な無端金属ベルト21および乾燥室12を備える連続乾燥設備において、無端金属ベルト21を支持するサポートロール41を0.1m以上、1.0m以下の間隔で連続して配置することで、無端金属ベルト21の幅方向の高さが、両端部合計100mmを除く全幅において均一あるいは実質的に均一な領域を形成することができる。
【選択図】図8
Description
本発明は、無端金属ベルトを備える連続乾燥設備に関する。
光学用途フィルムや機能性樹脂フィルムは高い品質が要求されており、特にその膜厚精度に対する要求は上昇を続けている。
これらフィルムの代表的な製造方法としては、連続方式の溶液製膜方法があり、フィルム材料の溶液を走行する流延支持体上に流延し、流延膜を流延支持体から剥離して乾燥することによりフィルムを製造する方法である。
流延支持体として用いられる物としては、金属ベルトがあり、さらに長尺ベルトの端部を溶接し、無端環状に形成された無端金属ベルトが一般的である。
無端金属ベルトをベルト回転用ロールにより回転させるベルトマシーンにおいて、無端金属ベルトの振動および蛇行を抑制することを目的として、サポートロールを設置することが知られている。
特許文献1には、少なくとも2個のベルト回転用ロールに巻き掛けられた無端ベルトが、ベルト流延面の裏面に配置した複数のサポートロールで支持された構造を有するフィルム製造装置が記載されている。複数のサポートロール間の間隔が短すぎると無端金属ベルトとサポートロールとの接触回数が増えて、摩耗しやすくなるため、サポートロールの配置間隔は2m以上設けている。また、サポートロールは自力で回転することができないフリーロールが用いられている。
特許文献2には、一対のベルト回転用ロールに巻き掛けられた無端金属ベルトが、ベルト流延面の裏面をベルト回転用ロールと水平になるように配置した複数のサポートロールで支持された構造を有するフィルム製造装置が記載されている。特許文献2においてサポートロールは、その間隔が0.5〜5.0mに配置されており、自力で回転することができないフリーロールである。
特許文献3には、一対のベルト回転用ロールに巻き掛けられた無端金属ベルトの流延される部分の高さを均一化するために、流延面側からベルト回転用ロール上に無端金属ベルトを押さえつけるプレスロールを設けたフィルム製造装置が記載されている。無端金属ベルトの高さ均一化は、フィルム材料を吐出する流延部分に特化されており、流延後から剥離前までの無端金属ベルトについては流延面の裏面から支持するサポートロールを想定していない。
従来のフィルム製造装置では、溶媒を含んだ流延膜の膜厚(ウェット膜厚)がサブミリオーダー以上の場合には、均一な膜厚のフィルムが得られないことがあった。ウェット膜厚が厚い流延膜の場合、流延膜の粘度次第では溶媒が揮発して形状セットされるまでに、膜が流動しやすく、無端金属ベルトの高さが均一でないと、膜厚形状が崩れてしまうためである。
また流延膜を無端金属ベルトから剥離するまでに、形状セットが必要であり、製造速度を上げるには流延膜を加熱して、溶媒の揮発速度を上げる必要がある。流延膜を加熱することにより、溶媒が揮発するまで一時的に流延膜の粘度が低下するので、さらに流延膜が流動しやすくなる。さらに、流延膜を加熱すると、流延膜が塗布されている無端金属ベルトも加熱されることになり、その熱膨張により金属無端ベルトの高さが不均一になりやすいこととの相乗効果で、ウェット膜厚が厚いほど、得られるフィルムの膜厚バラツキは劇的に悪化することがほとんどである。
そこで本発明は、無端金属ベルトの高さが均一な連続乾燥設備を提供することを課題とする。
本発明の連続乾燥設備は、回転走行可能な無端金属ベルトおよび乾燥室を備え、前記無端金属ベルトの少なくとも一部が複数のサポートロールにより支持され、前記複数のサポートロールが0.1m以上、1.0m以下の間隔で連続して配置されている領域を有することを特徴とする。
さらに、複数のサポートロールが0.1m以上、1.0m以下の間隔で連続して配置されている領域において、無端金属ベルトのサポートロールに対する抱き角が2.0°以上である部分を有していてもよい。
さらに、無端金属ベルトを支持するサポートロールを回転させる駆動系を有してもよく、サポートロールを回転させる駆動系を前記乾燥室外に有し、該駆動系と該サポートロールが直結されておらず、マグネットカップリング機構によりサポートロールに駆動が伝達される構造を有することが好ましい。
本発明によれば、高さが均一な無端金属ベルトを備える連続乾燥設備を提供することができる。
以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。
図1および図2は本発明の連続乾燥設備の全体構成を概略で示している。
連続乾燥設備11は、乾燥室12、ベルト回転用ロール31、32、該ベルト回転用ロール31、32に巻き掛けられ水平に走行可能な無端金属ベルト21、および前記金属無端ベルト21の流延面の裏面(内側)と接する上サポートロール41、下サポートロール42を備えている。
さらに、図3に示される該無端金属ベルト21のテンション調整手段51〜56、フィルム原液を吐出する口金61、流延膜を剥離する剥離ロール71を備えても良い。
以下、これらの構成部材について説明する。
(無端金属ベルト)
無端金属ベルト21は、帯状の金属板の端同士を接合して無端状にしたエンドレスベルトである。無端金属ベルト21の材料は、金属であれば特に限定されないが、鉄、ニッケル、チタン、タンタル、銅およびこれらの合金(例えば、ステンレススチール)、さらにこれらの表面にクロム、ニッケルなどのメッキや表面処理が施した物を用いても良い。
無端金属ベルト21は、帯状の金属板の端同士を接合して無端状にしたエンドレスベルトである。無端金属ベルト21の材料は、金属であれば特に限定されないが、鉄、ニッケル、チタン、タンタル、銅およびこれらの合金(例えば、ステンレススチール)、さらにこれらの表面にクロム、ニッケルなどのメッキや表面処理が施した物を用いても良い。
耐腐食性の観点からステンレススチールであることが好ましく、強度や耐久性の面でマルテンサイト系やオーステナイト系のステンレススチールがさらに好ましく、耐熱性(低熱膨張性)に優れるマルテンサイト系のステンレススチールが最も好ましい。マルテンサイト系のステンレススチールとしては、SUS630が代表的である。
無端金属ベルト21の表面粗さは溶接部、非溶接部ともに最大高さRmaxは1.0mm以下が好ましく、0.5mm以下がさらに好ましい。表面粗さを1.0mm以下とすることで、フィルム表面の粗さを抑制することができる。
無端金属ベルト21の厚さは、0.5mm〜5.0mmが好ましく、1.0mm〜2.0mmがさらに好ましい。厚さ0.5mm以上のものを用いることで耐久性が得られ、厚さ5.0mm以下であれば繰り返し屈曲耐性が得られるからである。
無端金属ベルト21の幅はフィルムなどの生産性の点から、1000mm以上であることが好ましい。
(ベルト回転用ロール)
本発明の連続乾燥設備11は、無端金属ベルト21を回転させるベルト回転用ロール31、32を有する。ベルト回転用ロールは2個以上であることが好ましい。2個のベルト回転用ロール31、32を用いる場合、通常、その一方は駆動ロールであり、他方は従動ロールとすることができる。前記2個のベルト回転用ロール31、32間には、更に1個以上の無端ベルト回転用ロール33を設けることもできる。ベルト回転用ロール31、32は、モーターなどの図示せぬロール駆動装置により駆動ロール32を回転させ、この駆動ロール32の回転に連れて従動ロール31が回転する。無端金属ベルト21は駆動ロール32と従動ロール31との間に巻き掛けられており、駆動ドラムを回転させることで走行する。また、ベルト回転用ロールは、無端金属ベルト21が元々有する歪み形状を引き延ばして、その歪み形状を最小化するために、無端金属ベルト21にテンションを加える機能を有することが好ましい。
本発明の連続乾燥設備11は、無端金属ベルト21を回転させるベルト回転用ロール31、32を有する。ベルト回転用ロールは2個以上であることが好ましい。2個のベルト回転用ロール31、32を用いる場合、通常、その一方は駆動ロールであり、他方は従動ロールとすることができる。前記2個のベルト回転用ロール31、32間には、更に1個以上の無端ベルト回転用ロール33を設けることもできる。ベルト回転用ロール31、32は、モーターなどの図示せぬロール駆動装置により駆動ロール32を回転させ、この駆動ロール32の回転に連れて従動ロール31が回転する。無端金属ベルト21は駆動ロール32と従動ロール31との間に巻き掛けられており、駆動ドラムを回転させることで走行する。また、ベルト回転用ロールは、無端金属ベルト21が元々有する歪み形状を引き延ばして、その歪み形状を最小化するために、無端金属ベルト21にテンションを加える機能を有することが好ましい。
(無端金属ベルトのテンション調整手段)
本発明の連続乾燥設備11は、前記ベルト回転用ロール31、32のいずれかを無端金属ベルト21の走行方向に移動可能とするスライド機構51を有してもよく、無端金属ベルト21のテンションを調整することができる。本実施形態による前記スライド機構51は、図3に示すように、駆動ロール32側のロールの軸受53を無端金属ベルト走行方向に平行に移動させる機構であり、例えば前記軸受53にかかる荷重を支える支持体54にスライドレール55を設けることにより、これに沿ってスライドさせることができる。その際、動力としてはエアシリンダーや油圧シリンダーを使って作動させることができる。前記シリンダー52に付帯するピストンロッド56の先端部分を前記軸受53の一部に固定する。
本発明の連続乾燥設備11は、前記ベルト回転用ロール31、32のいずれかを無端金属ベルト21の走行方向に移動可能とするスライド機構51を有してもよく、無端金属ベルト21のテンションを調整することができる。本実施形態による前記スライド機構51は、図3に示すように、駆動ロール32側のロールの軸受53を無端金属ベルト走行方向に平行に移動させる機構であり、例えば前記軸受53にかかる荷重を支える支持体54にスライドレール55を設けることにより、これに沿ってスライドさせることができる。その際、動力としてはエアシリンダーや油圧シリンダーを使って作動させることができる。前記シリンダー52に付帯するピストンロッド56の先端部分を前記軸受53の一部に固定する。
(流延用の口金)
本発明の連続乾燥設備11は、フィルム原液を流延するための口金61を有してもよい。ここでいうフィルム原液とは、フィルムを構成する原材料を溶媒で溶解あるいは分散させた液体を意味する。
本発明の連続乾燥設備11は、フィルム原液を流延するための口金61を有してもよい。ここでいうフィルム原液とは、フィルムを構成する原材料を溶媒で溶解あるいは分散させた液体を意味する。
搬送されている無端金属ベルト21に口金61からフィルム原液を連続的に一定量吐出することにより、フィルム原液は無端金属ベルト21上で流延されて、流延膜が形成される。
このような口金61として、例えば、Tダイ、コートハンガーダイ、フィッシュテールダイ、スリットダイコーターなどが挙げられる。これらのなかでも、コートハンガーダイおよびフィッシュテールダイは、口金内の異常滞留が少ないので特に好ましく用いられる。
(剥離ロール)
本発明の連続乾燥設備11は、流延膜を無端金属ベルト21から剥離するための剥離ロール71を設けても良い。
本発明の連続乾燥設備11は、流延膜を無端金属ベルト21から剥離するための剥離ロール71を設けても良い。
流延膜は前記乾燥室12にて加熱されて、ある程度固化してから無端金属ベルト21から剥離される。流延膜を剥離ロール71で支持することで、流延膜が無端金属ベルト21から剥離する位置を一定に保持することができる。
(サポートロール)
本発明の連続乾燥設備は、無端金属ベルト21の少なくとも一部が複数のサポートロールにより支持されることが重要である。無端金属ベルトは、無端にする前の圧延ムラで歪みを有しており、幅方向のベルト断面において、10mmの高低差を有する部分も存在する。無端金属ベルト21に流れ方向にテンションを加えることで、幅方向のベルト高低差を1mm〜3mm程度に抑えることもできるが、加熱することにより熱歪みでベルト高低差は拡大する。例えば、25℃で幅方向のベルト高低差1mmの部分が、100℃では幅方向のベルト高低差が4mmに悪化することがある。
本発明の連続乾燥設備は、無端金属ベルト21の少なくとも一部が複数のサポートロールにより支持されることが重要である。無端金属ベルトは、無端にする前の圧延ムラで歪みを有しており、幅方向のベルト断面において、10mmの高低差を有する部分も存在する。無端金属ベルト21に流れ方向にテンションを加えることで、幅方向のベルト高低差を1mm〜3mm程度に抑えることもできるが、加熱することにより熱歪みでベルト高低差は拡大する。例えば、25℃で幅方向のベルト高低差1mmの部分が、100℃では幅方向のベルト高低差が4mmに悪化することがある。
流延膜の流動を抑制するためには、その加熱条件下での幅方向のベルト高低差をできるたけ小さく、すなわちベルトの高さを実質的に均一にする必要があり、これはベルトの流れ方向(すなわち長手方向)にテンションを加えるだけは達成が困難であった。これに対し、無端金属ベルトの少なくとも一部が複数のサポートロールにより支持されることにより、無端金属ベルト21にテンションの垂直方向のベクトルが働き、後述するように無端金属ベルト21の幅方向の高さを実質的に均一にしうる。
上サポートロール41および下サポートロール42は、前記無端金属ベルト21の上部走行部および下部走行部の流延面の裏面(内側)と接するように配置する。これらの上サポートロール41および下サポートロール42は、そのロール間距離および/または設置高さが調整できる機能を有することが好ましい。この調整は公知の調整機構が採用できる。
上サポートロール41および下サポートロール42の外径(直径)は慣性モーメントが比較的少ないφ100mm〜φ200mmが好ましい。外径が大きすぎると、慣性モーメントが大きくなり無端金属ベルト21の走行速度の変動に対して上下サポートロール41、42の回転速度が追従しにくく、上下サポートロール41、42がスリップし易くなる。また、サポートロールの外径はロールの長さ方向全体にわたって均一であるものが好ましく、円筒度0.05mm以下のものがより好ましく、円筒度0.01mm以下がさらに好ましい。
上サポートロール41および下サポートロール42に使用する軸受には、図示は省略するが回転抵抗の少ないオイルバスタイプを用いることが好ましく、必要に応じてテンデンシー駆動などの補助動力を設けスリップを少なくすることができる。
前記無端金属ベルト21の接触による摩耗を抑えるために、サポートロール表面に硬質クロムメッキなどの処理を行い、その表面硬度をHv800以上とすることが好ましい。また、無端金属ベルト21との摩擦力を上げスリップを抑制するため、サポートロール表面にゴムライニングや樹脂ライニングを施してもよい。
(サポートロールの配置)
本発明の連続乾燥設備は、無端金属ベルト21を支持する複数のサポートロール41が0.1m以上、1.0m以下の間隔で連続して配置されている領域(以下、「連続領域」と呼ぶ。)を有することが重要である。幅方向のベルト高低差は、サポートロールからの距離に対してほぼ1次関数的に増加し、サポートロールの配置間隔を1.0m以下、好ましくは0.5m以下とすることで、無端金属ベルト21の幅方向の高さを実質的に均一にすることができる。
本発明の連続乾燥設備は、無端金属ベルト21を支持する複数のサポートロール41が0.1m以上、1.0m以下の間隔で連続して配置されている領域(以下、「連続領域」と呼ぶ。)を有することが重要である。幅方向のベルト高低差は、サポートロールからの距離に対してほぼ1次関数的に増加し、サポートロールの配置間隔を1.0m以下、好ましくは0.5m以下とすることで、無端金属ベルト21の幅方向の高さを実質的に均一にすることができる。
また、サポートロール41の配置間隔は、小さくしすぎると、サポートロール41の本数が増加し、ベルトにサポートロールが接触しない部分が生じやすくなり、ベルトの高さ均一化効果が得られにくくなる。また、前述のようなサポートロール41の好ましい外径も考慮して、サポートロール41の配置間隔は0.1m以上が好ましく、0.25m以上がより好ましい。
サポートロール41は、無端金属ベルトが水平走行する場合は、連続する2本のサポートロール41の両端部の高さ(全4点)が、レンジ0.2mm以内の精度で水平となるように配置することが好ましい。連続する2本のサポートロール41の高さが0.2mm以内であれば、無端金属ベルト21はその自重でサポートロール41へ接触しやすい。接触しにくい場合でも、後述するがレンジ0.2mm以内の範囲で、敢えてサポートロールに高低差を付与し、接触しにくいサポートロール41に0.01°〜0.1°の抱き角を付与することで、接触不良を解消することができる。
例えば図6において、240地点から250地点までの間に10本の上サポートロール41を配置し、ベルト回転用ロール31および上サポートロール41の配置間隔は、240地点から走行方向に順次、1.0m、0.4m、0.4m、0.4m、0.4m、0.4m、0.5m、0.5m、0.5m、0.5mとなっており、連続する2本のサポートロール41の上面はそれぞれ0.2mm以内の精度で水平に配置されている。
このようなサポートロールの配置とすることで、ベルト回転用ロール31や上サポートロール41に支持されている部分である240地点〜250地点、だけでなく、その中間領域(たとえば240地点と241地点の中点部分)においても、加熱状態でもベルトの高さが実質的に均一な連続領域の実現が可能となる。
ここで言うベルトの高さが均一とは、ベルト高低差が、目視型測量機として一般的であるオートレベル(例えば、(株)ソキア・トプソン社製の短視準型オートレベルAT−B2)の測定限界未満の数値である事を言い、ベルト高低差が0.1mm未満であればベルトの高さは均一と言える。ベルトの高さが実質的に均一とは、「ベルトの高さが均一である」に準じたレベルであるが、ベルト高低差が目視型測量機で測定でき、かつ十分に小さい数値であるものを言い、ベルト高低差1.0mm以下が好ましく、0.5mm以下がさらに好ましく、0.3mm以下が最も好ましい。
ベルト高低差の測定は、流れ方向に0.2m以内の間隔で測定し、ベルトの高さが均一あるいは実質的に均一となる部分が1.0m以上連続している時、ベルトの高さが均一あるいは実質的に均一である、という。
また、幅方向のベルト高低差は全幅を対象とすることが好ましいが、無端金属ベルト21の幅方向の両端部は加熱ムラの観点から吐出に用いることに適していないので、端部それぞれ50mm幅ずつ以上、両端合計で100mm幅以上を対象外として良い。ただし、製造効率の面で無端金属ベルト21の全幅の60%以上を吐出に用いることが好ましい。例えば、無端金属ベルト21として1500mm幅のものを用いる場合、幅方向のベルト高低差の対象は900mm〜1400mm幅でよい。
幅方向のベルトの高さが均一あるいは実質的に均一な連続領域は、流延膜が加熱されて流動しやすくなる乾燥室内に設けることが好ましく、流延膜が多くの溶媒を含むほど流動性が高いので、フィルム原液が吐出されて乾燥が始まる直後に設けることがさらに好ましい。
前記連続領域における無端金属ベルト21は、幅方向のベルトの高さが均一あるいは実質的に均一に制御できていれば、流れ方向のベルト高低差は特に制御する必要はない。流れ方向にベルト高低差があってもベルトが一定速度で動くので、ある任意の場所における流延膜の流出量と流入量が同一となり、物質収支が実質ゼロの状態になるからである。但し、物質収支の面では流れ方向のベルト高低差の影響は受けないが、ベルト高低差が大きすぎると液だれやユズ肌のような流延膜の表面の崩れが生じることがある。このような設定は避けるべきであり、流延膜の物性にもよるが、連続領域における無端金属ベルト21の流れ方向ベルト高低差は1.0m長さ当たり100mm以下が好ましく、10mm以下がより好ましく、2.0mm以下がさらに好ましい。
本発明の連続乾燥設備は、連続領域を1.0m以上有していることが好ましく、より好ましくは2.0m以上、さらに好ましくは10m以上である。連続領域は、幅方向のベルトの高さが均一あるいは実質的に均一になっており、そのような連続領域を1.0m以上有することで、流延膜が加熱されて流動しやすくなる期間における流延膜の流動性を抑制することができる。
また、本発明の連続乾燥設備は、連続領域において、無端金属ベルト21のサポートロール41に対する抱き角が2.0°以上である部分を有していてもよい。
抱き角とは、連続する3本のサポートロール配置につけられた角度の事を言い、例えば、図9において、266地点の抱き角は、その前後する上サポートロール41、すなわち265地点、266地点、267地点に接する上サポートロール41の配置によって一義的に決定される。それぞれ前後する2本の上サポートロール41の径の中心を補助線で結び、266地点に接する上サポートロール41で交わる2本の補助線間の角度が抱き角となる。例えば、3本の上サポートロール41が高さ方向に全て水平に配置されていれば、抱き角は0.0°となる。
抱き角をつけることにより、無端金属ベルト21がサポートロール41により支持される地点において、垂直方向にテンションがかかりやすくなり、2.0°以上の抱き角を与えることで、後述するような無端金属ベルトの温度差による熱歪みの発生量が大きい地点においても、熱歪みによるベルト幅方向の高低差を抑制することができる。一方、抱き角は6.0°以下とすることで、流れ方向の液だれやユズ肌のような流延膜の表面の崩れを防止することができる。
また、サポートロール41の抱き角付与は、熱歪みの発生量が大きい地点に限定されるものではなく、例えばサポートロール41の設置本数が増えすぎて、サポートロールにベルトが接触しにくくなっている地点に抱き角を付与しても良い。その場合、サポートロール41の抱き角は2.0°以上付与する必要はなく、0.01°〜0.1°程度の抱き角でも、十分効果が得られる。
(サポートロールの駆動機構)
サポートロール41は、無端金属ベルト21の走行に合わせて回転する機能を有する。従来の連続乾燥設備であれば、サポートロール41の間隔が2m以上と広く、無端金属ベルト21の自重でサポートロール41に対する押し圧(以下、ロール圧)が発生するので、サポートロール41はフリーロールとすることで、無端金属ベルト21の走行につられてサポートロール41が回転することができる。
(サポートロールの駆動機構)
サポートロール41は、無端金属ベルト21の走行に合わせて回転する機能を有する。従来の連続乾燥設備であれば、サポートロール41の間隔が2m以上と広く、無端金属ベルト21の自重でサポートロール41に対する押し圧(以下、ロール圧)が発生するので、サポートロール41はフリーロールとすることで、無端金属ベルト21の走行につられてサポートロール41が回転することができる。
本発明の連続乾燥設備11では、連続領域では上サポートロール41の間隔を0.1m以上、1.0m以下に配置するので、上サポートロール41の本数が多くなり、上サポートロール41の1本当たりにかかるロール圧が小さくなるため、上サポートロール41をフリーロールにすると、上サポートロール41が無端金属ベルト21の走行に追随できず回転しない場合があり、これにより無端金属ベルト21が摩耗する、無端金属ベルト21が折れ曲がるといった不具合が発生する可能性が高くなる。上サポートロール41に抱き角を与えることで、ロール圧が上がり、上サポートロール41の回転不良を防ぐことができるが、全ての上サポートロールに抱き角を与えると、無端金属ベルト21の流れ方向の高低差が大きくなりすぎて、流延膜の流れ方向への流動が無視できなくなることがある。
そこで本発明の連続乾燥設備11は、無端金属ベルト21を支持する上サポートロール41を回転させる駆動系を有することが好ましい。サポートロール41を回転させる駆動系は、無端金属ベルト21を駆動させるに足る駆動力を伝達する必要はなく、無端金属ベルト21の走行速度に合わせてサポートロール41を回転させる機能を有することが好ましい。
無端金属ベルト21の走行速度とサポートロール41の回転速度を同調させるため、サポートロール41を回転させるモーター86の回転数は、ベルト回転用の駆動ロールに指令する制御系から信号を受けて回転数を制御する機構のものでもよいが、無端金属ベルト21の走行速度に追随して変化するように、無端金属ベルト21、ベルト回転用ロール31、32、フリーロールである上サポートロール41、下サポートロール42のいずれかの回転を実測検知し、モーター86の回転数を制御する機構を有することが好ましい。
図10に、上サポートロール41を駆動するシャフト直結機構の一例を示す。乾燥室12内のサポートロール41と、乾燥室12外のモーター86をつなぐために、上サポートロール41のシャフト81が貫通しており、シャフトのギア83とモーターのギア84とがタイミングベルト85を介して直結している。この場合、乾燥室12にシャフト81が貫通する開口部を設ける必要があり、開口部から外気や乾燥室21外からの塵が混入しやすくなると言う問題がある。また、乾燥室12を加熱すると、乾燥室12のフレームや上サポートロール41の熱膨張により、シャフト81が歪んで曲がりやすくなり、上サポートロール41の回転不良が発生しやすくなる。
上サポートロール41を回転させる駆動系は、モーター86と直結していても良いが、モーター86が乾燥室12外にあるときは、上述の問題から、直結していない方が好ましい。
図11に、上サポートロール41を駆動するマグネットカップリング機構の一例を示す。乾燥室12外のモーター86と、上サポートロール41とは直結されておらず、乾燥室12内外で上サポートロール41のシャフト81は一旦2本に切断されており、2本のシャフトの切断側の先端に対となるマグネットカップリング87が設けられている。対となるマグネットカップリング87の間には、乾燥室12のフレームが存在しており、シャフトの開口部がないので、外気や外部からの塵が混入する問題もなく、またサポートロールのシャフト81が乾燥室12内で完結しているので、シャフト81の熱歪みもマグネットカップリング部で一旦リセットされ、シャフト81が歪んで回転不良を起こすことを防止できる。
モーター86にギア83、84、およびタイミングベルト85を介して直結している側のマグネット87を回転させることで、乾燥室12内側のマグネット87も追随して回転する。
(乾燥室)
本発明の連続乾燥設備11は、流延膜を剥離可能な状態にするため、流延膜を加熱する乾燥室12を設ける。
本発明の連続乾燥設備11は、流延膜を剥離可能な状態にするため、流延膜を加熱する乾燥室12を設ける。
乾燥室12は、図示しないが熱風を吹き付ける熱風ダクトおよび乾燥気体を排気する排気ダクトを有する。例えば無端金属ベルト21の走行路に沿って、熱風ダクトと排気ダクトを交互に複数設置することで、効率的に溶媒が揮発する。熱風ダクトと熱源は送風機で連結され、熱風は送風機から供給される。熱風ダクトからの気体は、熱源により加熱され、この熱風により流延膜を加熱することができる。熱風の向きは、ダクトの位置や向きを調整することで、流延膜面に対して垂直風にすることも水平風にすることも任意である。また、熱風ダクトを無端金属ベルト21の裏面側に設けることで、流延膜を無端金属ベルト側からも加熱することができる。
乾燥室12は、図1に示す通り無端金属ベルト21の全体を覆う構造でもよいし、図2に示す通り無端金属ベルト21の一部を加熱する構造でもよい。 図6において、口金からの流延は、図示していないがベルト回転用ロール31の上方240地点付近に行われる。この場合、無端金属ベルト21の240地点付近で流延された流延膜は、無端金属ベルト21が240地点から252地点方向に走行し、乾燥室12内を加熱することで、流延膜の乾燥が行われる。
このような乾燥を行う場合、流延直後から流延初期(例えば、図6中の240地点から250地点までの領域)では流延膜中の溶媒含有率が高い。この領域は、流延膜の粘度が低くなり流動しやすい状態になっているので、幅方向のベルトの高さを実質的に均一な連続領域とすることで、流延膜の流動性を抑制することができる。
このような乾燥を行う場合、流延直後から流延初期(例えば、図6中の240地点から250地点までの領域)では流延膜中の溶媒含有率が高い。この領域は、流延膜の粘度が低くなり流動しやすい状態になっているので、幅方向のベルトの高さを実質的に均一な連続領域とすることで、流延膜の流動性を抑制することができる。
図7に示すサポートロールの配置図は、図6に示したサポートロールの配置図とサポートロールの配置は同一であるが、乾燥室12が無端金属ベルト21の一部分のみを加熱する構造になっている。乾燥室12は、無端金属ベルト21の走行部付近に開口部が設けられており、乾燥室12の内外で無端金属ベルト21の温度差が大きく異なる。このような構造にすることで、図示しない口金61や剥離ロール71を乾燥室外に設置することができるので、口金61のリップ清掃などの口金調製作業や、吐出スタート時に流延膜の乾燥フィルムを剥離ロールに巻き付ける作業を安全かつ容易にこなすことができ、作業環境的に大きなメリットがある。その反面、乾燥室21内外の温度差の影響で、無端金属ベルト21に熱歪みが生じて、例えば266地点付近では幅方向ベルト高低差が劇的に悪化する欠点がある。
このような欠点は、前述のとおり無端金属ベルト21に抱き角を与えることにより解消させることが可能である。
以下、本発明を実施例で詳細に説明する。
<測定方法>
(1)幅方向のベルト高低差
無端金属ベルトの各測定ポイント上に直径10mmの分銅形状の測定スケールを置き、各測定スケールの高さを光学観測器(光学マイクロメーターOM5をセットした短視準型オートレベルAT−B2、いずれも(株)ソキア・トプコン製)を用いて、各測定ポイントの相対高さを観察した。幅方向のベルト高低差は、図4の様に幅方向のライン上(例えば211地点)のベルトの相対高さを50mm間隔で測定し、その最大と最小の差で計算した。測定幅は、ベルト全幅でなく、両端部50mmずつを除いた1400mm幅(測定ポイントは全29点)。これら幅方向の測定を、流れ方向に0.1m間隔で行った。
(1)幅方向のベルト高低差
無端金属ベルトの各測定ポイント上に直径10mmの分銅形状の測定スケールを置き、各測定スケールの高さを光学観測器(光学マイクロメーターOM5をセットした短視準型オートレベルAT−B2、いずれも(株)ソキア・トプコン製)を用いて、各測定ポイントの相対高さを観察した。幅方向のベルト高低差は、図4の様に幅方向のライン上(例えば211地点)のベルトの相対高さを50mm間隔で測定し、その最大と最小の差で計算した。測定幅は、ベルト全幅でなく、両端部50mmずつを除いた1400mm幅(測定ポイントは全29点)。これら幅方向の測定を、流れ方向に0.1m間隔で行った。
<比較例1>
図5は従来のサポートロール41の配置図(側面図)である。ベルト回転用ロール31の頂点からベルト回転用ロール32の頂点に向けて、無端金属ベルト21が水平方向に走行するが、無端金属ベルト21を支持する上サポートロール41の間隔は、ベルト回転用ロール31の頂側に接する位置(240地点)から順に、3.0m、2.0m、2.0mとなるよう、サポートロール41を配置した。図中の246地点、250地点、252地点は、上サポートロール41に支持されている無端金属ベルト21の位置を示す。
図5は従来のサポートロール41の配置図(側面図)である。ベルト回転用ロール31の頂点からベルト回転用ロール32の頂点に向けて、無端金属ベルト21が水平方向に走行するが、無端金属ベルト21を支持する上サポートロール41の間隔は、ベルト回転用ロール31の頂側に接する位置(240地点)から順に、3.0m、2.0m、2.0mとなるよう、サポートロール41を配置した。図中の246地点、250地点、252地点は、上サポートロール41に支持されている無端金属ベルト21の位置を示す。
連続する2本の上サポートロール41の高さはそれぞれ、レンジで0.2mm以内の精度で水平に配置されており、無端金属ベルト21の全体が乾燥室12内に収納されている。従動ロール31および駆動ロール32は直径1000mmのSUS304鋼のドラム、上サポートロール41、および下サポートロール42は直径100mmのSUS304鋼のロールで、いずれも硬質クロムメッキ品を用いている。金属ベルトの材質は、SUS630の熱処理品を用い、その寸法が幅1500mm、厚さ1.0mm、長さ40mの長尺板を環状に接合して、無端金属ベルト21となる。駆動ロール32に油圧シリンダーで1.35×105Nの荷重を掛けて、無端金属ベルト21の単位断面積当たりのテンションが45MPaとなるように調整した。
乾燥室12外の温度を20℃にし、乾燥室12内の温度を20℃(加熱なし)、60℃および100℃に加熱した際の、幅方向のベルト高低差を測定した。
比較例1である図5の設備で測定した結果を図12に示す。上サポートロール41の間隔が2.0〜3.0mであると、上サポートロール41上の地点である240地点、246地点、250地点では、幅方向ベルト高低差が小さく、ベルトの高さが実質的に均一であるのに対し、その中間領域(たとえば240地点と246地点の間の部分)では上サポートロール41からの距離が大きくなるほど、幅方向ベルト高低差が大きくなることが分かった。また、乾燥室12の温度が高くなるほど、幅方向のベルト高低差が大きくなった。
<実施例1>
図6は本発明のサポートロールの配置図(側面図)である。無端金属ベルト21を支持する上サポートロール41の間隔は、ベルト回転用ロール31の頂側に接する位置(240地点)から順に、1.0m、0.4m、0.4m、0.4m、0.4m、0.4m、0.5m、0.5m、0.5m、0.5m、1.0m、1.0mとなるよう、サポートロールを配置した。図中の241地点〜252地点は、上サポートロール41に支持されている無端ベルト21の位置を示す。サポートロール41の配置間隔以外の条件は、比較例1と同様である。
図6は本発明のサポートロールの配置図(側面図)である。無端金属ベルト21を支持する上サポートロール41の間隔は、ベルト回転用ロール31の頂側に接する位置(240地点)から順に、1.0m、0.4m、0.4m、0.4m、0.4m、0.4m、0.5m、0.5m、0.5m、0.5m、1.0m、1.0mとなるよう、サポートロールを配置した。図中の241地点〜252地点は、上サポートロール41に支持されている無端ベルト21の位置を示す。サポートロール41の配置間隔以外の条件は、比較例1と同様である。
実施例1である図6の設備で測定した結果を図13に示す。比較例1と異なり、上サポートロール41の数を増やして、その間隔を小さくすることで、大幅に幅方向ベルト高低差が改善されて幅方向のベルトの高さは実質的に均一となった。
<実施例2>
図7は本発明のサポートロール配置図(側面図)である。無端金属ベルト21を支持する上サポートロール41の配置は図6の実施例1と同様だが、乾燥室12が無端金属ベルト21全体を覆うのではなく、部分的に、具体的には265地点と266地点の中間で、260地点から2.8mの地点以降を覆う構造となっている点のみ異なる。乾燥機12の構造以外の条件は、実施例1と同様である。
図7は本発明のサポートロール配置図(側面図)である。無端金属ベルト21を支持する上サポートロール41の配置は図6の実施例1と同様だが、乾燥室12が無端金属ベルト21全体を覆うのではなく、部分的に、具体的には265地点と266地点の中間で、260地点から2.8mの地点以降を覆う構造となっている点のみ異なる。乾燥機12の構造以外の条件は、実施例1と同様である。
図14に、幅方向ベルト高低差を測定した結果を示す。乾燥室12の温度が20℃(加熱なし)では、260地点から271地点まで、幅方向ベルト高低差が0.5mm以下となっていたが、乾燥室12の温度が60℃および100℃の場合、乾燥室12の入り口近辺で幅方向ベルト高低差が大幅に大きくなっており、60℃では最大4.0mmの、100℃では最大7.0mmの幅方向ベルト高低差が発生した。266地点前後で無端金属ベルト21の温度差が急勾配で発生し、熱歪みによりベルトの波打が発生したためであった。
<実施例3>
図8は、実施例2(図7)の熱歪みによるベルト波打を改善するために工夫した、本発明のサポートロール配置図(側面図)である。無端金属ベルト21を支持する上サポートロール41の間隔、および乾燥室12の構造は図7の実施例2と同様だが、266地点付近の熱歪み対策で、266地点の上サポートロール41の抱き角が2.5°となるよう、上サポートロール41の高さを調整した。なお、266地点以降(272地点まで)の連続する2本の上サポートロール41の高さはそれぞれ、レンジで0.2mm以内の精度で水平に配置した。
図8は、実施例2(図7)の熱歪みによるベルト波打を改善するために工夫した、本発明のサポートロール配置図(側面図)である。無端金属ベルト21を支持する上サポートロール41の間隔、および乾燥室12の構造は図7の実施例2と同様だが、266地点付近の熱歪み対策で、266地点の上サポートロール41の抱き角が2.5°となるよう、上サポートロール41の高さを調整した。なお、266地点以降(272地点まで)の連続する2本の上サポートロール41の高さはそれぞれ、レンジで0.2mm以内の精度で水平に配置した。
図15に、幅方向ベルト高低差を測定した結果を示す。熱歪み発生の多い266地点の上サポートロール41に抱き角を付与することで、熱歪みによるベルト波打を打ち消すことができ、260地点〜270地点では幅方向ベルト高低差が0.5mm以内となり、幅方向のベルトの高さを実質的に均一化できた。
本発明は、フィルムの製造に利用できる。また樹脂凸版印刷版原版、フレキソ印刷版原版のレリーフ形成層のような厚膜シートの製造にも応用することができる。
12:乾燥室
21:無端金属ベルト
31:ベルト回転用ロール(従動ロール)
32:ベルト回転用ロール(駆動ロール)
41:上サポートロール
42:下サポートロール
51:スライド機構
52:シリンダー
53:ベルト回転用ロールの軸受
54:支持体
55:スライドレール
56:ピストンロッド
61:口金
71:剥離ロール
81:シャフト
82:サポートロールの軸受
83:シャフトギア
84:モーターギア
85:タイミングベルト
86:モーター
87:マグネットカップリング
21:無端金属ベルト
31:ベルト回転用ロール(従動ロール)
32:ベルト回転用ロール(駆動ロール)
41:上サポートロール
42:下サポートロール
51:スライド機構
52:シリンダー
53:ベルト回転用ロールの軸受
54:支持体
55:スライドレール
56:ピストンロッド
61:口金
71:剥離ロール
81:シャフト
82:サポートロールの軸受
83:シャフトギア
84:モーターギア
85:タイミングベルト
86:モーター
87:マグネットカップリング
Claims (4)
- 回転走行可能な無端金属ベルトおよび乾燥室を備え、前記無端金属ベルトの少なくとも一部が複数のサポートロールにより支持され、前記複数のサポートロールが0.1m以上、1.0m以下の間隔で連続して配置されている領域を有することを特徴とする連続乾燥設備。
- 複数のサポートロールが0.1m以上、1.0m以下の間隔で連続して配置されている領域において、無端金属ベルトのサポートロールに対する抱き角が2.0°以上である部分を有することを特徴とする請求項1に記載の連続乾燥設備。
- 無端金属ベルトを支持するサポートロールを回転させる駆動系を有することを特徴とする請求項1または2に記載の連続乾燥設備。
- サポートロールを回転させる駆動系を前記乾燥室外に有し、該駆動系と該サポートロールが直結されておらず、マグネットカップリング機構によりサポートロールに駆動が伝達される構造を有することを特徴とする請求項3に記載の連続乾燥設備。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013149407A JP2015020325A (ja) | 2013-07-18 | 2013-07-18 | 連続乾燥設備 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013149407A JP2015020325A (ja) | 2013-07-18 | 2013-07-18 | 連続乾燥設備 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015020325A true JP2015020325A (ja) | 2015-02-02 |
Family
ID=52485233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013149407A Pending JP2015020325A (ja) | 2013-07-18 | 2013-07-18 | 連続乾燥設備 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015020325A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108507278A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-09-07 | 宁波希奇服饰有限公司 | 一种染布料烘干收卷装置 |
JP2018202291A (ja) * | 2017-05-31 | 2018-12-27 | 株式会社康井精機 | 走行基材加工装置 |
-
2013
- 2013-07-18 JP JP2013149407A patent/JP2015020325A/ja active Pending
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