JP2017067330A - 乾燥装置および乾燥方法 - Google Patents

Abstract

【課題】長尺のウェブ（巻取り紙状シート）を用いたロール・ツー・ロール方式による成膜において、乾燥の均一性が良好な乾燥装置を、提供する。【解決手段】乾燥装置は、走行するウェブ１の第１の面に沿った気流２を前記ウェブの走行方向と略平行に吸い込む吸い込み手段４を有する。さらに、気流を吹き出す吹き出し手段を有してもよい。【選択図】図１

Description

本発明は、乾燥装置および乾燥方法に関する。

長尺のウェブ（巻取り紙状シート）を用いたロール・ツー・ロール方式による成膜が、種々の分野で行われている。ロール・ツー・ロール方式のメリットの一つは、均質な膜を効率よく大量に生産できることである。膜質の均一性を確保するには、塗布膜の膜質、膜厚を均一にすることが重要であるが、乾燥を均一に行うこともまた重要である。代表的な乾燥装置に、熱風乾燥装置がある。熱風乾燥装置では、塗布膜に直接熱風（気流）を吹き付けると、表面が速く乾燥することによる表面皮膜の形成や気泡の発生によって、乾燥ムラが生じる場合がある。この問題を解決する一手法として、塗布膜の形成面を上とした場合に、その裏面にあたる下方から熱風を吹き付ける方式の乾燥装置の利用がある。ところが、下方から熱風を噴射する装置では、ウェブが上方に押し上げられてウェブを安定に搬送することができないという問題が生じる。このため、上方からも熱風を吹き付けて力の釣り合いを取る対策をすることができるが、既述の通り、塗布膜に直接熱風を吹き付けると乾燥ムラを生じる恐れがある。

上記の問題を解決する技術が、例えば特許文献１に開示されている。この技術では、下ノズルからウェブの裏面に対し、ウェブの進行方向に平行に熱風を吹き付けるノズルと、その熱風を下方に吸い込む吸い込みボックスを設けている。熱風を下方に吸い込むことにより、ウェブを下方に引き付ける力を発生させ、ウェブの安定走行を可能にしている。

特開２００８−７０１１４号公報

しかし、特許文献１の技術には、塗布膜の乾燥が不均一になるという問題点があった。この技術ではウェブの進行方向に平行に吹き出した熱風（気流）を下方に設けられた吸込み口から吸い込んでいる。すなわち気流の方向と吸込み方向が異なる。このため、全ての熱風を吸い込むことができず、熱風の一部は次の段のノズル背面にぶつかり気流の乱れが生じる。そしてウェブの幅方向（進行方向と垂直な方向）にはみ出した熱風が上面に回り込む。この回り込んだ熱風によって、塗布膜の幅方向端部で乾燥が速く進行し、乾燥が不均一になっていた。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、乾燥の均一性が良好な乾燥装置を提供する、ことを目的としている。

上記の課題を解決するため、本発明の乾燥装置は、走行するウェブの第１の面に沿った気流を吹き出す吹き出し手段と、前記第1の面の近傍で前記ウェブの走行方向と略平行に前記気流を吸い込む吸い込み手段と、を有する。

本発明の効果は、乾燥の均一性が良好な乾燥装置を提供できることである。

第１の実施形態を示す側面図である。 第２の実施形態を示す断面図である。 第３の実施形態を示す断面図である。 第４の実施形態を示す断面図である。 第５の実施形態を示す断面図である。 第６の実施形態を示す断面図である。 第７の実施形態を示す断面図である。 第７の実施形態の一例を示す断面図である。 第７の実施形態の別の一例示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお各図面の同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する場合がある。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態を示す側面図である。乾燥装置は、走行するウェブ１の第１の面に沿った気流２を、ウェブ１の走行方向３と略平行に吸い込む吸い込み手段４、を有している。

以上の構成により、乾燥の均一性が良好な乾燥装置を提供することができる。

（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態を示す側面図である。乾燥装置は、第１の実施形態の構成に加えて、ウェブ１の第１の面に沿った気流２を吹き出す吹き出し手段５を、有している。吹き出し手段５から吹き出された気流２は、吸い込み手段４によってウェブの走行面と略平行に吸い込まれる。その結果、気流がウェブの走行方向に整流され、ウェブの走行方と垂直な方向（図２の紙面表裏方向）からのウェブの上面への回り込みを低減することができる。このため、乾燥の均一性を改善することができる。なお、上記のウェブの走行方向と垂直な方向のことを、幅方向とも称することとする。

（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態を示す断面図である。乾燥装置は、ロール・ツー・ロール方式の乾燥装置であり、吹き出し部１０と、吸い込み部２０と、巻出し装置３０と、巻取り装置４０と、を有している。

吹き出し部１０は、吹き出し口１０ａから気流を噴出し、ウェブ１の塗布膜６が形成されていない面に沿った気流２を吹き出す。なお、以降、この塗布膜が形成されていない面のことを、第１の面、または裏面、または下面と称することがある。また、塗布膜６が形成されている面を、第２の面、または、表面、または上面と称することがある。また、気流２は多くの場合、常温より温度の高い熱風であるが、本実施形態は、気流の温度によらず適用することができる。なお、吹き出し口１０ａは気流の向きを決める機能があればよく、図の表記に限定されず任意の形状で良い。

吸い込み部２０は、ウェブ１の裏面に沿って進行した気流２を吸い込む。吸い込み部２０には、ウェブ１の走行方向と略平行に気流２を吸い込むための吸い込み口２０ａが設けられている。この構成とすることにより、吹き出し部１０と吸い込み部２０の間の位置にある気流は、ウェブ１の進行方向に整流される。なお、吸い込み口２０ａは気流の向きを決める機能があればよく、図の表記に限定されず任意の形状で良い。

巻出し装置３０は乾燥前のウェブ１を巻き出す装置である。なお、図２では巻出し装置３０から巻き出されたウェブ１に塗布膜６が形成されている例を示しているが、巻出し装置３０から巻き出された後に、ウェブ１上に塗布膜６を形成するような構成としても良い。

巻取り装置４０は乾燥された塗布膜６とウェブ１の積層体を巻き取る装置である。

次に、本実施形態の動作について説明する。吹き出し口１０ａから吹き出された気流２は、ウェブ１の裏面に沿って吹き出される。一方で、吹き出された気流２はウェブの走行方向と略平行に吸い込み部２０に吸い込まれる。このため、吹き出し部１０と吸い込み部２０の間では、気流がウェブ１の走行方向に整流される。このため、ウェブ１の幅方向における気流の上面への回り込みが少なくなり、塗布膜６を均一に乾燥することができる。また、コアンダ効果により、ウェブ１の裏面と気流２との間に引き付け合う力が生じ、ウェブ１の走行が安定する。その結果、乾燥の均一性がさらに改善する。

（第４の実施形態）
図４は、第４の実施形態の乾燥システムを示す断面図である。この乾燥システムでは、第２または第３の実施形態の乾燥装置を、複数、ウェブ１の進行方向に配列している。すなわち、吹き出し部１０と吸い込み部２０のセットを複数段配列した構成となっている。

複数の吹き出し部１０と吸い込み部２０のセットが、チャンバー５０の中に直列的に配置されている。それぞれの吹き付け部１０には給気装置６０から気流が供給され、それぞれの吸い込み部２０が吸い込んだ気流は排気装置７０によって排気される。

巻出し装置３０は、乾燥前のウェブ１を巻出す巻出しロール３１を有している。また、巻取り装置４０は、乾燥されたウェブ１を巻き取る巻取りロール４１を有している。

以上の構成とすることにより、広い範囲でウェブを直線状に保ちながら乾燥を行うことができる。

なお、上記の構成を持つチャンバーが巻出し装置３０と巻き取り装置４０の間に複数配置された構成でも良い。また、図示はしていないが、吸気装置と排気装置を連結して循環させても良い。この場合、排気に含まれる成分を除去するフィルターを設けても良い。

（第５の実施形態）
図５は、第５の実施形態の乾燥システムを示す断面図である。本実施形態では、吸い込み部２０と、次の段の吹き出し部１０とが、背中合わせに一体的に配置されている。他の構成は、第４の実施形態と同様である。本実施形態では、隣り合う段の吸い込み部２０と吹き出し部１０との間隔を詰めることで、乾燥システム全体をコンパクトにすることができる。また段と段との間の、気流が当たらない範囲を狭くすることで、より効率的な乾燥を行うことができる。

（第６の実施形態）
図６は、第６の実施形態の乾燥システムを示す断面図である。本実施形態では、第５の実施形態と同様の、チャンバーと吹き出し部と吸い込み部のセットを複数有している。図６には、チャンバーａ５０ａとチャンバーｂ５０ｂを有する２チャンバーの乾燥システムを例示している。このような構成とすることにより、乾燥条件のバリエーションを増やすことができる。なお、チャンバーの数は２つに限られるものではなく、３つ以上であっても良い。また第４の実施形態の構成を持つチャンバーを複数有するシステムとしても良い。

（第７の実施形態）
第１から第３の実施形態の乾燥装置や、第４から第６の実施形態の乾燥システムでは、吸い込み部２０の近傍で、コアンダ効果により、ウェブ１の下面と吸い込み部２０の上面とが近づく方向の力が発生する。その結果、ウェブ１の下面と吸い込み部２０の上面とが接触し、摩擦が発生する可能性がある。本実施形態では、そのような摩擦が発生する場合に対応するために、摩擦を低減する手段を吸い込み部２０の上面に設けている。図６に、その一例を示す。吸い込み部２０の上面には摩擦低減部２１を設けている。摩擦低減部２１は、例えばフッ素樹脂や、ポリアセタール、オルガノシロキサン等の低摩擦材量を、吸い込み部の上面に固定することで、設けることができる。これによりウェブと接触したときの摩擦を低減できる。

また、図７に示すように、低摩擦材料の表面に凸状パターン２１ｂを設けることにより、摩擦低減効果を高めることができる。あるいは、図８のように、ローラー２１ｃを配置しても良い。なお、上記の摩擦低減部２１は、吹き出し部１０の上面にも、設けることができる。

以上、説明したように、本実施形態によれば、第１から第５の実施形態と同様の効果を得ながら、ウェブの走行を妨げる、摩擦抵抗を低減することができる。

以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。

１ ウェブ
２ 気流
３ 走行方向
４ 吸い込み手段
５ 吹き出し手段
６ 塗布膜
１０ 吹き出し部
２０ 吸い込み部
２１ 摩擦低減部
３０ 巻出し装置
４０ 巻取り装置
５０ チャンバー
６０ 給気装置
７０ 排気装置

Claims (10)

1. 走行するウェブの第１の面に沿った気流を前記ウェブの走行方向と略平行に吸い込む吸い込み手段、を有することを特徴とする乾燥装置。
2. 前記気流を吹き出す吹き出し手段を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
3. 前記吹き出し手段が、前記ウェブの前記走行方向に略平行に前記気流を吹き出す吹き出し口を有する、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の乾燥装置。
4. 前記吸い込み手段または前記吹き付け手段の少なくとも一方のウェブ走行側に、摩擦を低減する摩擦低減部を有する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか一項に記載の乾燥装置。
5. 前記摩擦低減部が、フッ素樹脂、ポリアセタール、オルガノシロキサンのうち少なくとも１つを含んでいる、ことを特徴とする請求項４に記載の乾燥装置。
6. 請求項１乃至請求項５の乾燥装置を直線的に複数配列したことを特徴とする乾燥システム。
7. ウェブを走行させ、前記ウェブの第１の面に沿った気流を前記ウェブの走行方向と略平行に吸い込む、ことを特徴とする乾燥装置。
8. 前記ウェブの第１の面に沿った気流を吹き出す、ことを特徴とする請求項７に記載の乾燥方法。
9. 前記気流を前記ウェブの前記走行方向に略平行に吹き出す、ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の乾燥方法。
10. ウェブを走行させ、前記ウェブの第１の面に沿った気流を吹き出し前記第1の面の近傍で前記ウェブの走行方向と略平行に前記気流を吸い込むサイクルを複数回繰り返す、ことを特徴とする乾燥方法。

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