JP2016524121A - コーティング硬化装置、コーティング硬化方法、およびこのための近赤外線ヒーティング装置 - Google Patents

コーティング硬化装置、コーティング硬化方法、およびこのための近赤外線ヒーティング装置 Download PDF

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Abstract

【課題】コーティング硬化装置、コーティング硬化方法および近赤外線ヒーティング装置を提供する。【解決手段】本発明によれば、コーティング装置でコーティング処理されたプレートタイプの被照射体が、少なくとも一つの近赤外線ヒーティングモジュールが設置された近赤外線ヒーティング装置に装入され、近赤外線照射によって乾燥および硬化して排出され、排出された被照射体が熱風ヒーティング装置に装入されて熱風によって乾燥および硬化して外部へ排出されるように構成されたコーティング硬化装置であって、前記近赤外線ヒーティング装置に流入して内部の近赤外線ヒーティングモジュールをクーリングしてから排出されたエアの少なくとも一部はヒーター内に流入して要求温度に加熱処理され、加熱されたエアの少なくとも一部は前記熱風ヒーティング装置内に流入して熱風として噴射されるように構成されたことを特徴とする、コーティング硬化装置が開示される。【選択図】図２

Description

本発明は、コーティング硬化装置、コーティング硬化方法、およびこのための近赤外線ヒーティング装置に係り、特に、プレートタイプの被照射体の表面に形成されたコーティングを乾燥および硬化させるためのものであって、被照射体が近赤外線ヒーティング装置と熱風ヒーティング装置を順次通過してコーティング乾燥および硬化が行われるようにすることにより、コーティングの内部層までバランスよく乾燥および硬化が行われるようにし、ヒーティング過程で発生する廃熱をリサイクルするように各装置間の連結構成を取ることにより、エネルギー効率を大幅に向上させることができるように構成された、コーティング硬化装置、コーティング硬化方法、およびこのための近赤外線ヒーティング装置に関する。
プレートタイプの被照射体の表面に様々な目的のコーティングを形成し、コーティングを乾燥および硬化させるための装置または設備が広く用いられている。例えば、製缶用金属板の表面には最終製品のデザインを構成する印刷層を形成し、ここにヒーティング処理を施して乾燥および硬化させる装置が広く用いられている。
このようなヒーティング処理は、近赤外線（または赤外線）ヒーティング装置または熱風ヒーティング装置などの公知のヒーティング装置によって行われる。
図１は従来の熱風ヒーティング装置を使用する場合の硬化装置の全体構成図である。以下では、従来の熱風ヒーティング装置としてウィケットコンベヤが使われる場合を例示説明する。
コーティング装置２０でコーティング処理されたプレートタイプの被照射体がローラー型のガイド機構を介してウィケットコンベヤ３０に装入された後、内部で熱風乾燥および硬化して排出側のクーリングゾーンを経て外部へ排出される。
ウィケットコンベヤ３０は、ウィケットタイプのドライオーブン（ＷＩＣＫＥＴ ＴＹＰＥ ＤＲＹ ＯＶＥＮ）とも呼ばれるもので、ロードフィードコンベヤ（入力側コンベヤ）で移送された被照射体がウィケットコンベヤ３０上のウィケット（扇子状に角度が変化する受け板）に置かれ、ウィケットに置かれた被照射体がウィケットの移動によってウィケットコンベヤ内の乾燥室を通過しながら熱風噴射により乾燥する公知のヒーティング装置である。このようなウィケットコンベヤ３０の一般な構成は、大韓民国登録実用新案第２０−０３７３３６９号（２００５年１月６日登録）を含む多数の公知の資料から理解できる。
図１に例示された硬化装置の全体構成を見れば、エアブロワー６５から流入したエアが配管７２を介して熱交換器６０に流入して予熱処理され、予熱されたエアが配管７４を経てヒーター４０で要求温度に加熱処理された後、配管７６を介して熱風としてウィケットコンベヤ３０内に噴射される。
ウィケットコンベヤ３０内で被照射体をヒーティング乾燥および硬化させた後のエアは、配管７８を介してＲＴＯシステム５０に流入し、外気と混合されながら燃焼処理され、内部に含まれたヒュームが除去される。ＲＴＯシステム（Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｏｘｉｄｉｚｅｒ ｓｙｓｔｅｍ）５０は、ウィケットコンベヤ３０から排出されたエア内のヒュームを燃焼除去するための公知の装置である。
ＲＴＯシステム５０からヒュームの除去後に排出されたエア（ホットエア）は、配管８０を介して熱交換器６０に流入し、上述したエアブロワー６５および配管７２を介して流入したエアを予熱処理した後、配管８２を経て大気中に排出される。未説明符号１０は硬化装置の各要素に電源を供給するための電源部であり、符号１２は硬化装置の各要素の動作制御を実行する制御部である。
ところが、前記例示された従来の硬化装置は、ウィケットコンベヤ３０内の熱風がコーティングの表面層にまず熱を伝達し、表面層に伝達された熱はコーティングの内部層に伝達される方式を取るので、コーティングの表面層が内部層より先に硬化し、結果的にコーティングの内部層まで硬化が十分に行われないため不良が発生するか、或いは十分な硬化のために熱風を長時間供給しなければならないという問題点があった。
これにより、従来の技術を用いてコーティングの内部層まで十分な硬化が行われるようにするには、硬化時間を十分に与えるためにウィケットコンベヤ３０の設置長さＬを十分に長くしなければならないので、硬化装置を設置するための全般的な空間が多く必要であり、熱風供給のためのエネルギー消費が大きいという問題点があった。
本発明は、上述した従来の技術による問題点を解決するためのもので、その目的は、プレートタイプの被照射体の表面に形成されたコーティングを乾燥および硬化させるためのものであって、被照射体が近赤外線ヒーティング装置と熱風ヒーティング装置を順次通過してコーティング乾燥および硬化が行われるようにすることにより、コーティングの内部層までバランスよく乾燥および硬化が行われるようにし、ヒーティング過程で発生する廃熱をリサイクルするように各装置間の連結構成を取ることにより、エネルギー効率を大幅に向上させることができるように構成された、コーティング硬化装置、コーティング硬化方法、およびこのための近赤外線ヒーティング装置を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明のある観点によれば、コーティング装置でコーティング処理されたプレートタイプの被照射体が、少なくとも一つの近赤外線ヒーティングモジュールが設置された近赤外線ヒーティング装置に装入され、近赤外線照射によって乾燥および硬化して排出され、排出された被照射体が熱風ヒーティング装置に装入されて熱風によって乾燥および硬化して外部へ排出されるように構成されたコーティング硬化装置であって、前記近赤外線ヒーティング装置に流入して内部の近赤外線ヒーティングモジュールをクーリングしてから排出されたエアの少なくとも一部はヒーター内に流入して要求温度に加熱処理され、加熱されたエアの少なくとも一部は前記熱風ヒーティング装置内に流入して熱風として噴射されるように構成されたことを特徴とする、コーティング硬化装置が提示される。
好ましくは、前記近赤外線ヒーティングモジュールをクーリングしてから排出されたエアが、ヒーターに流入する前に、第１エアブロワーを介して流入して熱交換器で予熱処理されたエアと混合された後、前記ヒーター内に流入して要求温度に加熱処理され、加熱されたエアの少なくとも一部が前記熱風ヒーティング装置内に流入して熱風として噴射されるように構成されたことを特徴とする。
好ましくは、前記ヒーター内に流入して要求温度に加熱されたエアのうち、前記熱風ヒーティング装置内に流入しない一部は、近赤外線ヒーティング装置に流入し、内部のヒュームと共に排出されてＲＴＯシステムへ流入するように構成されたことを特徴とする。
好ましくは、前記近赤外線ヒーティング装置に流入して内部の近赤外線ヒーティングモジュールをクーリングしてから排出されたエアの一部は、近赤外線ヒーティング装置の内部のヒュームと共に排出されてＲＴＯシステムへ流入するように構成されたことを特徴とする。
好ましくは、前記近赤外線ヒーティング装置は、近赤外線ヒーティングモジュール内の近赤外線ランプをクーリングするためのクーリングエア流動空間と、ヒュームを外部へ排出するためのヒュームエア流動空間とが相互区分された構造を有し、前記近赤外線ヒーティングモジュールをクーリングしてからエアを排出する流路上に設置された排出用エアダンパーによって前記クーリングエア流動空間がヒュームエア流動空間と相互選択的な連結状態を持つことができるように構成されたことを特徴とする。
好ましくは、前記排出用エアダンパーは、近赤外線ヒーティング装置のヒューム排出位置に設置されたガスセンサーで測定したヒューム濃度に基づいて開閉制御が行われることを特徴とする。
好ましくは、前記近赤外線ヒーティング装置は、近赤外線ヒーティングモジュールをクーリングするためのエアの流入状態を制御するための流入用エアダンパーを備え、前記流入用エアダンパーは、近赤外線ヒーティングモジュールクーリング後のエア排出位置に設置された温度センサーで測定したエア温度に基づいて開閉制御が行われることを特徴とする。
好ましくは、前記熱風ヒーティング装置はウィケットコンベヤであることを特徴とする。
本発明の他の観点によれば、少なくとも一つの近赤外線ヒーティングモジュールが内部に設置され、コーティング処理されたプレートタイプの被照射体が近赤外線照射によって乾燥および硬化して排出される構造を持つ近赤外線ヒーティング装置であって、近赤外線ヒーティングモジュール内の近赤外線ランプをクーリングするためのクーリングエア流動空間と、ヒュームを外部へ排出するためのヒュームエア流動空間とが相互区分された構造を有し、前記近赤外線ヒーティングモジュールをクーリングしてからエアを排出する流路上に設置された排出用エアダンパーによって前記クーリングエア流動空間がヒュームエア流動空間と相互選択的な連結状態を持つことができるように構成され、近赤外線ヒーティングモジュールをクーリングしてから排出されたエアの一部が近赤外線ヒーティング装置の内部のヒュームと共に排出されるように構成された近赤外線ヒーティング装置が開示される。
好ましくは、前記排出用エアダンパーは、近赤外線ヒーティング装置のヒューム排出位置に設置されたガスセンサーで測定したヒューム濃度に基づいて開閉制御が行われることを特徴とする。
本発明の別の観点によれば、コーティング装置でコーティング処理されたプレートタイプの被照射体が、少なくとも一つの近赤外線ヒーティングモジュールが設置された近赤外線ヒーティング装置に装入され、近赤外線照射によって乾燥および硬化して排出され、排出された被照射体が熱風ヒーティング装置に装入されて熱風によって乾燥および硬化して外部へ排出されるように構成されたコーティング硬化方法であって、第１エアブロワーを介して流入したエアが熱交換器に流入して予熱処理され、予熱されたエアがヒーター内に流入して要求温度に加熱処理され、前記ヒーターで加熱処理されたエアの少なくとも一部が熱風ヒーティング装置内に流入して熱風として噴射され、第２エアブロワーを介して流入したエアが近赤外線ヒーティング装置に流入して内部の近赤外線ヒーティングモジュールをクーリングし、クーリング後のエアの少なくとも一部は前記第１エアブロワーを介して流入および予熱処理され、ヒーターに流入するエアと混合されるように構成され、前記熱風ヒーティング装置内で被照射体を熱風乾燥および硬化させた後のエアは、前記ＲＴＯシステムに流入し、外気と混合されながら燃焼処理され、内部に含まれたヒュームが除去され、前記ＲＴＯシステムからヒューム除去の後に排出されたエアは、前記熱交換器に流入して、前記第１エアブロワーを介して流入したエアを予熱処理した後、大気中に排出されるように構成されたことを特徴とする。
好ましくは、前記ヒーターで加熱処理されたエアのうち、前記熱風ヒーティング装置内に流入しない一部は、近赤外線ヒーティング装置に流入し、内部のヒュームと共に排出されてＲＴＯシステムへ流入するように構成されたことを特徴とする。
好ましくは、前記近赤外線ヒーティング装置に流入して内部の近赤外線ヒーティングモジュールをクーリングしてから排出されたエアの一部は、近赤外線ヒーティング装置内のヒュームと共に排出されてＲＴＯシステムへ流入するように構成されたことを特徴とする。
上述した本発明によれば、プレートタイプの被照射体が近赤外線ヒーティング装置と熱風ヒーティング装置を順次通過してコーティング乾燥および硬化するようにすることにより、コーティングの内部層までバランスよく乾燥および硬化が行われるようにするという利点がある。
また、本発明によれば、従来の熱風ヒーティング装置のみを使用した場合に比べて硬化装置の全体設置長さと面積を大幅に減らすことができるという利点がある。
また、本発明によれば、１次的に行われる近赤外線ヒーティング過程で発生する廃熱を２次的に行われる熱風ヒーティング過程にリサイクルするように各装置間の連結構成を取ることにより、エネルギー効率を大幅に向上させることができるという利点がある。
また、本発明によれば、ヒュームガスの拡散および排出が容易であって、被照射体の乾燥および硬化効果を一層高めることができるという利点がある。
また、本発明によれば、ヒュームガスまたはクーリングエアの各種測定値を用いて、温度条件やガス濃度条件を効果的に制御することができるという利点がある。
従来の熱風ヒーティング装置のみを使用する場合の硬化装置の全体構成図である。 本発明の好適な一実施形態に係る硬化装置の全体構成図である。 本発明の他の実施形態に係る近赤外線ヒーティング装置の構成図である。 図３の（ａ）の左側部分を抜粋して拡大した状態の構成図である。 図３の（ａ）の左側部分を抜粋して拡大した状態の構成図である。 図３の（ａ）の左側部分を抜粋して拡大した状態の構成図である。 図３の（ｂ）を拡大した状態の構成図である。 図３の（ｂ）を拡大した状態の構成図である。 図３の（ｂ）を拡大した状態の構成図である。 図３の（ｃ）の左側部分を抜粋して拡大した状態の構成図である。 図３の（ｃ）の左側部分を抜粋して拡大した状態の構成図である。 図３の（ｃ）の左側部分を抜粋して拡大した状態の構成図である。 図３の（ａ）部分の最も左側の近赤外線ヒーティングモジュール部分を抜粋して拡大した状態の構成図である。
本発明は、その技術的思想または主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施できる。したがって、本発明の実施形態は、あらゆる点で単純な例示に過ぎず、限定的に解釈されてはならない。
「第１」、「第２」などの用語は様々な構成要素を説明するために使用できるが、前記構成要素はこれらの用語により限定されるものではない。これらの用語は、ある構成要素を他の構成要素と区別する目的のみで使用される。例えば、本発明の権利範囲から外れない範疇内において、第１構成要素は第２構成要素と命名でき、これと同様に、第２構成要素も第１構成要素と命名できる。「および／又は」という用語は、複数の関連した記載項目の組み合わせ、又は複数の関連した記載項目のいずれかを含む。
ある構成要素が他の構成要素に「連結」または「接続」されていると言及されたときは、他の構成要素に直接連結又は接続されている可能性もあるが、それらの構成要素の間に別の構成要素が介在することもあると理解すべきである。これに対して、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結」または「直接接続」されていると言及されたときは、それらの構成要素の間に別の構成要素が存在しないと理解すべきである。
本出願において使用した用語は、単に特定の実施形態を説明するために使用されたものであり、本発明を限定するものではない。単数の表現は、文脈上明らかに異なる意味を表さない限り、複数の表現を含む。本出願において、「含む」、「備える」、「有する」などの用語は、明細書に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品又はそれらの組み合わせが存在することを示すものであり、１つ又はそれ以上の他の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品又はそれらの組み合わせの存在又は付加の可能性を予め排除するものではないと理解すべきである。
別途定義されていない限り、技術的又は科学的な用語を含めてここで使用される全ての用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に一般に理解されるものと同様の意味を有する。一般に使用される辞書に定義されている用語は、関連技術の文脈上持つ意味と同じ意味を持つと解釈されるべきであり、本出願において明らかに定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味には解釈されない。
以下、添付図面を参照して、本発明に係る好適な実施形態を詳細に説明するが、図面符号を問わず、同一または対応の構成要素は同一の参照番号を付し、これについての重複説明は省略する。本発明を説明するにあたり、関連する公知の技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にするおそれがあると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
本実施形態のコーティング硬化装置およびコーティング硬化方法は、プレートタイプの被照射体の表面に形成されたコーティングを乾燥および硬化させるためのものであって、被照射体が近赤外線ヒーティング装置と熱風ヒーティング装置を順次通過してコーティング乾燥および硬化するようにすることにより、コーティングの内部層までバランスよく乾燥および硬化が行われるようにし、ヒーティング過程で発生する廃熱をリサイクルするように各装置間の連結構成を取ることにより、エネルギー効率を大幅に向上させることができるように構成される。
以下の実施形態の説明において、熱風ヒーティング装置として公知のウィケットコンベヤを例示説明するが、本発明の技術的思想の範囲内で様々な公知の熱風ヒーティング装置が適用できるのは勿論である。このような熱風ヒーティング装置としては、ハンガータイプ、コンベヤタイプ、ボックスタイプ、ウィケットタイプのヒーティング装置（またはドライオーブン）などを例示することができる。
以下の実施形態の説明において、「コーティング」は、例えば、防錆コーティングなどの多様な機能性コーティングを含み、被照射体の表面にデザインを表現するために生成された印刷層、デザイン用ペイント層、および様々な機能性を与えるための機能性ペイント層も広い意味のコーティングとして含まれるものと見なす。
以下、図面を参照して、本実施形態のコーティング硬化装置およびコーティング硬化方法を詳細に説明する。
図２は本発明の好適な一実施形態に係る硬化装置の全体構成図である。
本実施形態のコーティング硬化装置は、コーティング装置２０でコーティング処理されたプレートタイプの被照射体が、少なくとも一つの近赤外線ヒーティングモジュール１３０ａ〜ｃが設置された近赤外線ヒーティング装置１３０に装入され、近赤外線照射によって乾燥および硬化して排出され、排出された被照射体が熱風ヒーティング装置１３２に装入され、熱風によって乾燥および硬化して外部へ排出されるように構成される。
このように被照射体が近赤外線ヒーティング装置１３０をまず通過し、その次に熱風ヒーティング装置（例えば、ウィケトコンベヤ１３２）を通過するように構成されることにより、コーティングの内部層まで乾燥が可能な近赤外線ヒーターを先に処理し、強い熱風によって表面層の乾燥硬化を短時間で集中的に行い、コーティングの内外層をバランスよく乾燥させ、乾燥時間および工程の設置長さを大幅に減少させることができるという効果を提供する。これは、特に従来の熱風のみを用いたヒーティングに比べて硬化後の製品品質および工程設置などの総合的な観点で大きな利点を提供する。
好ましくは、本実施形態の近赤外線ヒーティング装置１３０は、少なくとも一つの近赤外線ヒーティングモジュールを内部に装着したヒーティング装置であって、近赤外線ヒーティングモジュール１３０ａ〜ｃ内の近赤外線ランプをクーリングするためのクーリングエア流動空間と、ヒューム（ｆｕｍｅ）を外部へ排出するためのヒュームエア流動空間とが相互区分された構造を持つように構成できる。一例として、ヒュームエア流動空間は近赤外線ヒーティング装置１３０のチャンバーに該当すると理解できる。前記「区分された構造」とは、気体の流動観点で相互区分される流動空間または流動経路を有するものと理解できる。
たとえば、近赤外線ヒーティングモジュール内の近赤外線ランプをクーリングするためのエア流動空間は、近赤外線ヒーティングモジュールの内部空間（クーリングエアが近赤外線透過用グラス内を流動しながらクーリング作用をする空間）をなす形態で構成され、ヒュームを外部へ排出するためのエア流動空間は、被照射体が近赤外線ヒーティング装置１３０内のコンベヤを介して移送されながらヒュームが発生および排出される空間であって、近赤外線ヒーティングモジュールの下部に近赤外線透過用グラスなどで区分された空間として理解できる。
別の観点から、近赤外線ヒーティングモジュール内の近赤外線ランプをクーリングするための空気流動空間は外部から流入するエアの陽圧によって流動が行われ、ヒュームを外部へ排出するためのエア流動空間はヒュームを含むエアを外部から陰圧で吸入する方式によって流動が行われるという点で、エア流動方式が異なるように構成されることも可能である。このような点は、熱風ヒーティング装置の構成においても同様に理解できる。
このような構造を持つ近赤外線ヒーティングモジュール１３０ａ〜ｃの詳細構成は、本出願人が先出願して登録したことのある、大韓民国登録特許第１０−０９５２６１７号（登録日：２０１０年４月６日）および大韓民国登録特許第１０−０９５２６１８号（登録日：２０１０年４月６日）を含む多数の公知技術によって理解でき、その詳細な構成の一例は図３〜図７を参照して詳細に後述する。
一方、本実施形態では近赤外線ヒーティング装置を例示したが、赤外線ヒーティング装置も、その構成の類似性を考慮するとき、本実施形態の範疇に含まれるものと理解できる。
一方、前記近赤外線ヒーティング装置１３０に流入して内部の近赤外線ヒーティングモジュール１３０ａ〜ｃをクーリングしてから排出されたエア（ホットエア）がヒーター１４０内に流入して要求温度に加熱処理され、加熱されたエアの少なくとも一部が前記熱風ヒーティング装置１３２内に流入して熱風として噴射されるように構成される。このとき、近赤外線ヒーティング装置１３０に流入する加熱エアは、近赤外線ヒーティング装置１３０のクーリングエア流動空間に流入するものと理解できる。
好ましくは、前記近赤外線ヒーティングモジュール１３０ａ〜ｃをクーリングしてから排出されたエアが、ヒーター１４０に流入する前に、第１エアブロワー１６５を介して流入して熱交換器１６０で予熱処理されたエアと混合された後、前記ヒーター１４０に流入して要求温度に加熱処理され、加熱された空気の少なくとも一部が前記熱風ヒーティング装置１３２内に流入して熱風として噴射されるよう構成される。
また、前記ヒーター１４０内に流入して要求温度に加熱されたエアの他の一部は、近赤外線ヒーティング装置１３０に流入し、内部のヒュームと共に排出されてＲＴＯシステム１５０へ流入するように構成される。このとき、近赤外線ヒーティング装置１３０に流入する加熱エアは、近赤外線ヒーティング装置１３０のヒュームエア流動空間に流入してヒュームと共に排出されるものと理解できる。
以外の他の構成要素に関する詳細説明はコーティング硬化方法の説明と一緒に後述する。
以下、本発明の一実施形態に係るコーティング硬化方法を詳細に説明する。
コーティング装置２０でコーティング処理されたプレートタイプの被照射体が、少なくとも一つの近赤外線ヒーティングモジュール１３０ａ〜ｃが設置された近赤外線ヒーティング装置１３０に装入され、近赤外線照射によって乾燥および硬化して排出され、排出された被照射体が熱風ヒーティング装置１３２に装入されて熱風によって乾燥および硬化して外部へ排出される。
このような過程で、第１エアブロワー１６５を介して流入したエアが配管１７２を介して熱交換器１６０に流入して予熱処理され、予熱された空気が配管１７４を経てヒーター１４０内に流入して要求温度に加熱処理される。
また、前記ヒーター１４０で加熱処理されたエアは、分岐される配管１７６ａ〜ｂを介して、少なくとも一部が熱風ヒーティング装置１３２内に流入して熱風として噴射され、残りの一部は近赤外線ヒーティング装置１３０に流入して内部のヒュームと共に配管１７７ａ〜ｄを介して排出されてＲＴＯシステム１５０へ流入する。
また、第２エアブロワー１６６を介して流入した空気が配管１６９ａ〜ｃを介して近赤外線ヒーティング装置１３０に流入して内部の近赤外線ヒーティングモジュール１３０ａ〜ｃをクーリングし、クーリング後のエアの少なくとも一部は、配管１７５ａ〜ｃおよび前記第１エアブロワー１６５を介して流入して予熱処理され、ヒーター１４０に流入するエアと混合されるように構成される。
また、前記熱風ヒーティング装置１３２内で被照射体を熱風乾燥および硬化させた後のエアは、配管１７８を介して前記ＲＴＯシステム１５０に流入し、前記近赤外線ヒーティング装置１３０から流入した空気と共に外気と混合されながら燃焼処理され、エア内に含まれたヒュームが除去される。
また、前記ＲＴＯシステム１５０からヒュームの除去後に排出されたエアは、配管を介して前記熱交換器１６０に流入し、上述した第１エアブロワー１６５および配管１７２を介して流入したエアを予熱処理した後、配管を経て大気中に排出されるように構成される。
未説明の符号１０は硬化装置の各要素に電源を供給するための電源部であり、符号１２は硬化装置の各要素の動作制御を実行する制御部である。
制御部１２は、コーティング硬化装置に含まれている個別装置（例えば、近赤外線ヒーティング装置、熱風ヒーティング装置）のオン／オフ制御、運転条件制御（例えば、ヒーティング温度、プレート移送速度）、エアまたはヒュームの流路開閉のためのダンパー制御などを行い、このために個別装置またはこれらを連結する配管に設置された各種センサーの測定データを受信することができる。
制御部１２は、コーティング硬化装置の全体設備を統合制御する統合制御部の形で備えられてもよく、近赤外線ヒーティング装置などの個別装置に対する制御部がそれぞれ備えられ、これを連結する中央制御部の形で備えられてもよい。
制御部１２と各センサー（例えば、温度センサー、流量センサー、ガスセンサーなど）またはアクチュエータ手段（例えば、エアダンパー、ヒーティングモジュールなど）との電気的連結状態は、通常の当業者が理解することが可能な構成の範囲なので、詳細な図示は省略する。
未説明の符号１６７ａ、１６７ｂは、近赤外線ヒーティング装置１３０に対して流入または排出されるクーリングウォーターラインである。
一方、上述した実施形態では、近赤外線ヒーティングモジュールをクーリングした後のエアがヒーターに流入し、ヒーターで加熱処理されたエアの一部は熱風ヒーティング装置に流入し、残りの一部は近赤外線ヒーティング装置のヒュームエア流動空間に流入する構成を例示した。
他の例として、近赤外線ヒーティングモジュールをクーリングした後のエアがエアダンパーを用いて近赤外線ヒーティング装置のクーリングエア流動空間からヒュームエア流動空間へ直接流入するように構成されることも可能である。この場合、ヒーターで加熱処理されたエアはすべて熱風ヒーティング装置に流入するように構成されることもでき、上述した実施形態と同様に、ヒーターで加熱処理されたエアの一部が近赤外線ヒーティング装置のヒュームエア流動空間に流入するように構成されることもできる。
次に、本実施形態の構成を図３〜図７を参照して説明する。
図３は本発明の別の一実施形態に係る近赤外線ヒーター装置の構成図であって、図３の（ａ）は近赤外線ヒーティング装置の正面方向の構成図、図３の（ｂ）は近赤外線ヒーティング装置の側面方向の構成図、図３の（ｃ）は近赤外線ヒーティング装置の平面方向の構成図である。
図４ａ〜図４ｃは図３の（ａ）の左側部分を抜粋して拡大した状態の構成図、図５ａ〜図５ｃは図３の（ｂ）を拡大した状態の構成図、図６ａ〜図６ｃは図３の（ｃ）の左側部分を抜粋して拡大した状態の構成図、図７は図３の（ａ）の部分の最も左側の近赤外線ヒーティングモジュール部分を抜粋して拡大した状態の構成図である。
図４ａ〜図４ｃはそれぞれ同じ構成を示すが、但し、図４ａは、エアまたはヒュームガス流動のための配管のうち、近赤外線ヒーティング装置１１３０の内部のヒュームガスが排出される配管１１７７ａ〜ｄ、およびこれに連結された配管のみを実線で区分して表示し、図４ｂは、近赤外線ヒーティングモジュール１１３０ａ〜ｄのクーリング後のホットエアが排出される配管１１７５ａ〜ｄ、およびこれに連結された配管のみを実線で区分して表示し、図４ｃは、近赤外線ヒーティング装置１１３０に流入する近赤外線ヒーティングモジュール１１３０ａ〜ｄのクーリング用エア配管１１６９ａ〜ｄ、およびこれに連結された配管のみを実線で区分して表示することにより、各機能別配管が区分されて簡単に把握できるように示したものである。
図５ａ〜図５ｃと図６ａ〜図６ｃも同様の方式でそれぞれの配管を区分して把握することができるように示したものである。一例として、符号１１７７はヒュームガスが排出されるメイン配管であり、符号１１７７ａ〜ｄはそれぞれの近赤外線ヒーティングモジュール１１３０ａ〜ｄからヒュームガスが排出される分岐配管である。符号１１７５および符号１１６９は同様の方式で理解できる。
また、図５ａ〜図５ｃにおける符号Ｄ１〜Ｄ３は、配管１１７７、１１６９、１１７５別に備えられ、エアまたはヒュームガスの流動を制御するためのダンパーであり、各種センサーの測定値または制御入力信号によって制御部１２の開閉制御を受けるように構成される。一例として、このようなダンパーは公知のサーボ制御型ダンパーが採用できる。
本実施形態においても、コーティング硬化装置の全体構成は図２と同様の構成を持つ。但し、図２の実施形態では、近赤外線ヒーティング装置内に近赤外線ヒーティングモジュールが３つ設置されたものと例示したが、本実施形態では、４つの近赤外線ヒーティングモジュールがコンベヤの上部に直列に設置された場合であって、詳細構成を例示説明する。近赤外線ヒーティングモジュールの数は、要求される硬化条件に応じて適宜変更されて構成できる。
図３〜図７における図面符号は、図２の構成要素と同様に対応する構成要素については同一符号を与えるが、前に「１」を付け加えて図２と区分されるようにする。
本実施形態のコーティング硬化装置は、コーティング装置（図２の２０）でコーティング処理されたプレートタイプの被照射体が、少なくとも一つの近赤外線ヒーティングモジュール１１３０ａ〜ｄが設置された近赤外線ヒーティング装置１１３０に装入され、近赤外線照射によって乾燥および硬化して排出され、排出された被照射体が熱風ヒーティング装置（図２の１３２）に装入され、熱風によって乾燥および硬化して外部へ排出されるように構成される。
前記近赤外線ヒーティング装置１１３０に流入して内部の近赤外線ヒーティングモジュール１１３０ａ〜ｄをクーリングしてから排出されたエア（ホットエア）の少なくとも一部はヒーター（図２の１４０）に流入して要求温度に加熱処理され、加熱されたエアの少なくとも一部は前記熱風ヒーティング装置（図２の１３２）内に流入して熱風として噴射されるように構成される。
被照射体移送用コンベヤ１１９５の上部に近赤外線ヒーティングモジュール１１３０ａ〜ｄが直列に連結設置され、それぞれの近赤外線ヒーティングモジュール１１３０ａ〜ｄの右側（コンベヤの流れにおける後段）にヒュームガス排出用ダクト１１９０ａ〜ｄがそれぞれ設置される。
以下、図７を参照して、本実施形態の近赤外線ヒーティング装置１１３０の詳細構成とエアおよびヒュームガスの流動制御過程を説明する。
本実施形態においては、前記近赤外線ヒーティング装置１１３０に流入して内部の近赤外線ヒーティングモジュール１１３０ａ〜ｄをクーリングしてから排出されたエアの一部が、近赤外線ヒーティング装置１１３０内のヒュームＨと共に排出されてＲＴＯシステム（図２の１５０）へ流入するように構成される。符号ＣＡは近赤外線ヒーティングモジュール１１３０ａ〜ｄに流入したクーリング用エアを示し、符号ＨＡはクーリング後に排出されたホットエアを示す。
このため、前記近赤外線ヒーティング装置１１３０は、近赤外線ヒーティングモジュール１１３０ａ〜ｄ内の近赤外線ランプ１１３２をクーリングするためのクーリングエア流動空間１１３３と、ヒュームを外部へ排出するためのヒュームエア流動空間１１３５とが相互区分された構造を持つ。
また、近赤外線ヒーティングモジュール１１３０ａ〜ｄの近赤外線ランプ１１３２の下方には、クーリングエア流動空間１１３３とヒュームエア流動空間１１３５とを区分するグラス１１３１が設置され、クーリング用エアとヒュームガスとの直接混合を防止するとともに、近赤外線が近赤外線ランプ１１３２からコンベヤ１１９５を介して移送されるプレートタイプの被照射体Ｐに照射されるように構成される。
また、前記近赤外線ヒーティングモジュール１１３０ａ〜ｄをクーリングしてからエアを排出する流路上に排出用エアダンパー１３００が設置され、前記排出用エアダンパー１３００によって前記クーリングエア流動空間１１３３がヒュームエア流動空間１１３５との相互選択的な連結状態を持つことができるように構成される。
このような選択的連結状態の提供のために、前記排出用エアダンパー１３００は、近赤外線ヒーティング装置１１３０のヒューム排出位置に設置されたガスセンサーＳ５で測定したヒューム濃度に基づいて開閉制御が行われるように構成される。ヒューム排出位置は、一例として、ヒュームガス排出用ダクト１１９０ａ〜ｄの内部であってもよい。
排出用エアダンパー１３００は、電気的または機械的な制御操作によって作動する通常のエア流路制御用ダンパーが採用できる。
ここで、排出用エアダンパー１３００の「開放」は、前記クーリングエア流動空間がヒュームエア流動空間と相互連結された状態として理解でき、「閉鎖」は、前記クーリングエア流動空間がヒュームエア流動空間と相互閉鎖された状態として理解できる。開放状態は、一つの単一開放度合いを持つこともでき、段階的に開放度合いが調節されることもできる。
図７を参照すると、開放状態では、近赤外線ランプ１１３２をクーリングしてから排出されたホットエア（ＨＡ）が近赤外線ヒーティング装置１１３０から配管１１７５ａを介して排出される（Ｖ１方向の流動）と同時に、ヒュームエア流動空間１１３５内にも流入（Ｖ２方向の流動）する状態をなす。
閉鎖状態では、近赤外線ランプ１１３２をクーリングしてから排出されたホットエア（ＨＡ）が近赤外線ヒーティング装置１１３０から配管１１７５ａを介して排出（Ｖ１方向の流動）される状態のみをなし、ヒュームエア流動空間１１３５内への流入（Ｖ２方向の流動）は遮断される状態をなす。
一例として、ヒューム排出位置に設置されたガスセンサーＳ５で測定したヒューム濃度を制御部（図２の１２）がリアルタイムでモニタリングする過程で、ヒューム濃度の値が、予め設定された所定の基準値よりも高く測定されると、排出用エアダンパー１３００を開放するか、或いは、既に開放された状態であればその開放度合いをさらに高める制御が行われる。これにより、クーリングエア流動空間から外部へ排出されていたエアがヒュームエア流動空間へ供給されることにより、ヒューム濃度を下げることができる。
逆に、ヒューム排出位置に設置されたガスセンサーＳ５で測定したヒューム濃度の値が、予め設定された所定の基準値よりも低く測定されると、排出用エアダンパー１３００を閉鎖するか或いはその開放度合いを下げる制御が行われる。
このような制御は、それぞれの近赤外線ヒーティングモジュール１１３０ａ〜ｄ単位で行われてもよく、全体近赤外線ヒーティングモジュール１１３０ａ〜ｄの単位に対して統合的に行われてもよい。
一方、前記近赤外線ヒーティング装置１１３０は、近赤外線ヒーティングモジュール１１３０ａ〜ｄをクーリングするためのエアの流入状態を制御するための流入用エアダンパーＤ２を備える。
このようなエア流入状態の制御のために、前記流入用エアダンパーＤ２は、近赤外線ヒーティングモジュール１１３０ａ〜ｄをクーリングした後のエア排出位置に設置された温度センサーＳ１で測定したエアの温度に基づいて開閉制御が行われるように構成される。エア排出位置は、一例として、クーリング後のホットエアが排出される配管１１７５ａ〜ｄが近赤外線ヒーティングモジュール１１３０ａ〜ｄに連結される地点であってもよい。
流入用エアダンパーＤ２としては、電気的または機械的な制御操作によって作動する通常のエア流路制御用ダンパーが採用できる。ここで、流入用エアダンパーＤ２の開放状態は、一つの単一開放度合いを持つこともでき、好ましくは段階的に開放度合いが調節されることもできる。
一例として、クーリング後のエア排出位置に設置された温度センサーＳ１で測定したエア温度を制御部（図２の１２）がリアルタイムでモニタリングする過程で、エア温度の値が、予め設定された所定の基準値よりも高く測定されると、流入用エアダンパーＤ２を開放するか、或いは、既に開放された状態であればその開放度合いを高める制御が行われる。これにより、クーリング過程におけるエア温度を下げることができて適切なクーリング条件を維持することができる。
逆に、クーリング後のエア排出位置に設置された温度センサーＳ１で測定したエア温度の値が、予め設定された所定の基準値よりも低く測定されると、流入用エアダンパーＤ２を閉鎖するか或いはその開放度合いを低める制御が行われる。
未説明の符号Ｓ２はエア流量センサー、符号Ｓ３はエア圧力センサー、符号Ｓ４は温度センサーをそれぞれ示し、これらのセンサーは制御部１２に連結されて測定値を電気的信号として伝送する。
一方、上述した説明または特許請求の範囲では、説明の便宜のために、複数の構成要素に対してａ、ｂ、…のように区分表記したが、これは、該当構成要素を図面とマッチさせて理解するためのものであり、該当構成要素を特定の個数に限定するための趣旨ではない。
以上、本発明の好適な実施形態を参照して説明したが、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱することなく、本発明に多様な修正および変更を加え得るのが理解できるだろう。

Claims (13)

  1. コーティング装置でコーティング処理されたプレートタイプの被照射体が、少なくとも一つの近赤外線ヒーティングモジュールが設置された近赤外線ヒーティング装置に装入され、近赤外線照射によって乾燥および硬化して排出され、排出された被照射体が熱風ヒーティング装置に装入されて熱風によって乾燥および硬化して外部へ排出されるように構成されたコーティング硬化装置であって、
    前記近赤外線ヒーティング装置に流入して内部の近赤外線ヒーティングモジュールをクーリングしてから排出されたエアの少なくとも一部はヒーター内に流入して要求温度に加熱処理され、加熱されたエアの少なくとも一部は前記熱風ヒーティング装置内に流入して熱風として噴射されるように構成されたことを特徴とする、コーティング硬化装置。
  2. 前記近赤外線ヒーティングモジュールをクーリングしてから排出されたエアが、ヒーター内に流入する前に、第１エアブロワーを介して流入して熱交換器で予熱処理されたエアと混合された後、前記ヒーター内に流入して要求温度に加熱処理され、加熱されたエアの少なくとも一部が前記熱風ヒーティング装置内に流入して熱風として噴射されるように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載のコーティング硬化装置。
  3. 前記ヒーター内に流入して要求温度に加熱されたエアのうち、前記熱風ヒーティング装置内に流入しない一部は、近赤外線ヒーティング装置に流入し、内部のヒュームと共に排出されてＲＴＯシステムへ流入するように構成されたことを特徴とする、請求項２に記載のコーティング硬化装置。
  4. 前記近赤外線ヒーティング装置に流入して内部の近赤外線ヒーティングモジュールをクーリングしてから排出されたエアの一部は、近赤外線ヒーティング装置の内部のヒュームと共に排出されてＲＴＯシステムへ流入するように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載のコーティング硬化装置。
  5. 前記近赤外線ヒーティング装置は、
    近赤外線ヒーティングモジュール内の近赤外線ランプをクーリングするためのクーリングエア流動空間と、ヒュームを外部へ排出するためのヒュームエア流動空間とが相互区分された構造を有し、
    前記近赤外線ヒーティングモジュールをクーリングしてからエアを排出する流路上に設置された排出用エアダンパーによって前記クーリングエア流動空間がヒュームエア流動空間と相互選択的な連結状態を持つことができるように構成されたことを特徴とする、請求項４に記載のコーティング硬化装置。
  6. 前記排出用エアダンパーは、
    近赤外線ヒーティング装置のヒューム排出位置に設置されたガスセンサーで測定したヒューム濃度に基づいて開閉制御が行われることを特徴とする、請求項５に記載のコーティング硬化装置。
  7. 前記近赤外線ヒーティング装置は、近赤外線ヒーティングモジュールをクーリングするためのエアの流入状態を制御するための流入用エアダンパーを備え、
    前記流入用エアダンパーは、近赤外線ヒーティングモジュールクーリング後のエア排出位置に設置された温度センサーで測定したエア温度に基づいて開閉制御が行われることを特徴とする、請求項１に記載のコーティング硬化装置。
  8. 前記熱風ヒーティング装置がウィケットコンベヤであることを特徴とする、請求項１に記載のコーティング硬化装置。
  9. 少なくとも一つの近赤外線ヒーティングモジュールが内部に設置され、コーティング処理されたプレートタイプの被照射体が近赤外線照射によって乾燥および硬化して排出される構造を持つ近赤外線ヒーティング装置であって、
    近赤外線ヒーティングモジュール内の近赤外線ランプをクーリングするためのクーリングエア流動空間と、ヒュームを外部へ排出するためのヒュームエア流動空間とが相互区分された構造を有し、
    前記近赤外線ヒーティングモジュールをクーリングしてからエアを排出する流路上に設置された排出用エアダンパーによって前記クーリングエア流動空間がヒュームエア流動空間と相互選択的な連結状態を持つことができるように構成され、
    近赤外線ヒーティングモジュールをクーリングしてから排出されたエアの一部が近赤外線ヒーティング装置の内部のヒュームと共に排出されるように構成されたことを特徴とする、近赤外線ヒーティング装置。
  10. 前記排出用エアダンパーは、近赤外線ヒーティング装置のヒューム排出位置に設置されたガスセンサーで測定したヒューム濃度に基づいて開閉制御が行われることを特徴とする、請求項９に記載の近赤外線ヒーティング装置。
  11. コーティング装置でコーティング処理されたプレートタイプの被照射体が、少なくとも一つの近赤外線ヒーティングモジュールが設置された近赤外線ヒーティング装置に装入され、近赤外線照射によって乾燥および硬化して排出され、排出された被照射体が熱風ヒーティング装置に装入されて熱風によって乾燥および硬化して外部へ排出されるように構成されたコーティング硬化方法であって、
    第１エアブロワーを介して流入したエアが熱交換器に流入して予熱処理され、予熱されたエアがヒーター内に流入して要求温度に加熱処理され、
    前記ヒーターで加熱処理されたエアの少なくとも一部が熱風ヒーティング装置内に流入して熱風として噴射され、
    第２エアブロワーを介して流入したエアが近赤外線ヒーティング装置に流入して内部の近赤外線ヒーティングモジュールをクーリングし、クーリング後のエアの少なくとも一部は前記第１エアブロワーを介して流入および予熱処理され、ヒーターに流入するエアと混合されるように構成され、
    前記熱風ヒーティング装置内で被照射体を熱風乾燥および硬化させた後のエアは、ＲＴＯシステムに流入し、外気と混合されながら燃焼処理され、エア内に含まれたヒュームが除去され、
    前記ＲＴＯシステムからヒューム除去の後に排出されたエアは、前記熱交換器に流入して、前記第１エアブロワーを介して流入したエアを予熱処理した後、大気中に排出されるように構成されたことを特徴とする、コーティング硬化方法。
  12. 前記ヒーターで加熱処理されたエアのうち、前記熱風ヒーティング装置内に流入しない一部は、近赤外線ヒーティング装置に流入し、内部のヒュームと共に排出されてＲＴＯシステムへ流入するように構成されたことを特徴とする、請求項１１に記載のコーティング硬化方法。
  13. 前記近赤外線ヒーティング装置に流入して内部の近赤外線ヒーティングモジュールをクーリングしてから排出されたエアの一部は、近赤外線ヒーティング装置の内部のヒュームと共に排出されてＲＴＯシステムへ流入するように構成されたことを特徴とする、請求項１１に記載のコーティング硬化方法。
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