JP2022145444A - 塗膜付きシートの加熱装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗膜付きシートの生産工程において、シートに塗布された塗膜を加熱する際、塗膜が塗布されていないシート幅方向の両端部の過加熱を防止することができ、かつ塗膜を均一に加熱することができる加熱装置を提供すること。【解決手段】本発明は、シート幅方向の一方または両方の端部を除いて塗液が塗布された搬送中のシートの当該塗液に向けて輻射光を照射する加熱装置であり、シートに向けて輻射光を照射する加熱機構と、上記シートと上記加熱機構との間に設けられ、シートの塗液が塗布されていない部分を覆う遮蔽部材と、が設けられている。上記記遮蔽部材は、上記加熱機構に対向する面が、シート幅方向の中心に近い側の端から始まる部分で、外側方向に向かうにつれて加熱機構に近づくように傾斜しており、上記シートに対向する面が、シート幅方向の中心に近い側の端から始まる部分で、外側方向に向かうにつれてシートから離れるように傾斜している。【選択図】図１

Description

本発明は、塗膜付きシートの加熱装置および製造方法に関する。

シートに塗布された塗液を乾燥する装置としては、一般的に簡便な熱風ノズルが用いられている。また塗液の加熱を促進させる手段として赤外線ヒーターが併用される場合もある。特許文献１では、塗液を効率よく乾燥させる加熱装置として、シートの搬送方向に熱風ノズルと熱風の排出口を交互に配置し、熱風の排出口に赤外線ヒーターを設置した加熱装置が開示されている。これは、赤外線ヒーターの輻射熱によってシートおよび塗液の温度を素早く上昇させるとともに、熱風ノズルから熱風をシートに吹き付け、シートの表面近傍の蒸発層を剥離させて外部へ排気するもので、シートを素早く加熱し、かつ塗液付近の蒸気濃度を低く保つことで、塗液を素早く乾燥させることができる。

この特許文献１に開示されている加熱装置を、樹脂フィルムなどのシートの生産装置に適用した場合について説明する。図２は、樹脂フィルムの生産装置に加熱装置を適用した概略図であり、押出機７、口金８、冷却ドラム９、縦延伸機１０、塗液塗布装置１１、加熱装置１２、横延伸機１３、巻取り装置１４からなる。まず、押出機７によりポリマーを押し出し、口金８、冷却ドラム９を経て、ポリマーをシート状に形成する。その後、縦延伸機１０により搬送方向に延伸し、塗液塗布装置１１によりシートの片面または両面に塗液を塗布する。加熱装置１２で塗液を乾燥した後、横延伸機１３によってシートは幅方向に延伸され、巻取り装置１４によって連続的に巻き取られる。横延伸機１３での延伸方法は、シートの幅方向両端部をクリップと呼ぶ把持機構などで把持して幅方向に延伸させるものである。

このように、シートはその製造工程において一定方向に延伸することで、分子を変形方向に並ばせ、強度を増加させている。ただし、横延伸後のシートの幅方向両端部は、クリップなどの把持跡がつくため製品とはならない。よって、横延伸機１３の出口で把持跡の付いたシートの幅方向両端部を切断している。切断したシートの幅方向両端部は、回収し、溶融してポリマーとして再利用しているが、この時、回収したシートに塗液が塗布されていると、溶融した際に不純物となるので、塗液塗布装置１１ではシートの幅方向両端部は未塗布部とし、塗液を塗布しない。

ここで、加熱装置１２で塗液を乾燥させる際、シートの幅方向両端の未塗布部は、塗布部のように塗液の蒸発潜熱で熱が消費されないため高温になりやすい。そのため、シートの幅方向両端の未塗布部が熱変形し、後の横延伸機１３の入口でシート幅方向両端の未塗布部を把持機構で把持できない等の問題が発生する。あるいは、延伸時に高温の未塗布部のみが選択的に延伸されて、厚みが不均一になる延伸不良が生じたり、製品となる塗布部が必要量延伸されずに、製品のシートの強度が不足したり、未塗布部を基点にシートが破れたりするといった問題もあった。特に塗布部の塗液厚みが厚い程、乾燥が完了するまでに与えなければならない熱量が大きくなるため、未塗布部はより過加熱状態となる。従って、未塗布部の過加熱を防止する必要があり、対策として、シートの幅方向両端部において、赤外線ヒーターおよび熱風ノズルと、シートとの間に遮蔽部材を設置する方法が挙げられる。特に、熱風ノズルよりも赤外線ヒーターによる輻射熱が主な加熱源であるため、赤外線を遮蔽することが重要となる。

赤外線を遮蔽する技術として、特許文献２には、多孔状の遮蔽板を用いて、シートの幅方向両端部に入射する輻射光を低減する技術が開示されている。

特開２０１０－１０１５９５号広報 特開２０１２－１９８０１２号広報

しかし、特許文献２の技術では、シート幅方向の加熱ムラが問題となる。これについて図３、４、５を用いて説明する。図３、４、５は、従来技術の一実施形態であるシートの加熱装置の、紙面垂直方向へシートが走行する向きの概略断面図である。符号１はシートであり、シート１の幅方向の中央部分には前工程で塗布された塗膜２が形成されている。符号３は加熱機構であり、赤外線などの輻射光により塗膜２を加熱するヒーターなどである。符号４は遮蔽部材であり、輻射光がシート１の幅方向両端の未塗布部に照射されるのを低減する。図３上に、塗膜２上の中央付近の任意の点Ｘに入射する輻射光をハッチングおよび矢印で示す。同様に、図４上に塗膜２の両端近傍の任意の点Ｙに入射する輻射光をハッチングおよび矢印で示す。このように、塗膜２の両端近傍では、遮蔽部材４によって入射する輻射光の一部がカットされてしまうため、遮蔽部材４を設置すると塗膜２の受熱量が減少し、均一に加熱されないという問題がある。

一方、遮蔽部材４をシート１に近接した場合を図５に示す。このように、遮蔽部材４を近接すると、同様の塗膜２の両端近傍の任意の点Ｙに入射する輻射光がカットされず、均一に塗膜２を加熱できる。このように、遮蔽部材４をシート１に対して近接して設置することで塗膜２を均一に加熱する手段が考えられる。しかし、輻射光を常時照射される遮蔽部材４は非常に高温となるため、遮蔽部材４をシートに近接して使用すると、遮蔽部材４から発せられる輻射熱や熱伝達によってシート１の幅方向両端の未塗布部が加熱されてしまう場合がある。特許文献２では、多孔状の遮蔽板を使用し、孔を流れる気体によって遮蔽板を冷却する手段が開示されているが、遮蔽板をシート１に近接させると、気体が孔を流れにくくなるため、遮蔽板の冷却効果が十分に発揮されない場合がある。

本発明は、塗膜付きシートの製造において、塗布された塗液を加熱装置で加熱させる際、上記のような問題の発生を防止し、未塗布部での過加熱を抑制でき、かつ、塗膜に均一に輻射光を照射できる塗膜付きシートの製造方法および加熱装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明は、シート幅方向の一方または両方の端部を除いて塗液が塗布された搬送中のシートの当該塗液に向けて輻射光を照射する加熱装置であって、
シートの走行位置に向けて輻射光を照射する加熱機構と、
上記シートの走行位置と上記加熱機構との間に設けられ、シートが搬送されているときに加熱機構側からシートを観察して、シートの塗液が塗布されていない部分を覆う遮蔽部材と、を有し、
上記遮蔽部材は、シート幅方向の中心から端に向かう方向を外側方向として、
上記加熱機構に対向する面が、シート幅方向の中心に近い側の端から始まる部分で、外側方向に向かうにつれて加熱機構に近づくように傾斜しており、
上記シートの走行位置に対向する面が、シート幅方向の中心に近い側の端から始まる部分で、外側方向に向かうにつれてシートの走行位置から離れるように傾斜している、
加熱装置を提供する。

また、本発明の好ましい形態によれば、上記遮蔽部材が、上記加熱機構に対向する面と上記シートの走行位置に対向する面をそれぞれ主平面とする板状体である、加熱装置が提供される。

また、本発明の好ましい形態によれば、上記遮蔽部材が、上記加熱機構に対向する面の上記傾斜している部分および上記シートの走行位置に対向する面の上記傾斜している部分の、上記シートの走行位置に対する傾斜角度を調整できる機構を有する、加熱装置が提供される。

また、本発明の好ましい形態によれば、上記遮蔽部材が、内部に流体を流すための流路を有する、加熱装置が提供される。

また、本発明の好ましい形態によれば、上記流路が、上記遮蔽部材の内部のシート幅方向の中心に近い側の部分に配置されている、加熱装置が提供される。

また、本発明の好ましい形態によれば、上記シートの走行位置に向けて気体を吹き付ける給気機構と、上記給気機構が吹き付けた気体を排気する排気機構と、を有する加熱装置が提供される。

また、本発明の好ましい形態によれば、上記遮蔽部材が、上記加熱機構に対向する面が被覆材で被覆されており、被覆材の材質が、遮蔽部材の材質よりも、加熱機構から照射される輻射光に対する反射率が高い材質である加熱装置が提供され、さらに好ましい形態によれば、上記被覆材の材質が金を含有する材質である加熱装置が提供される。

上記課題を解決するために、本発明は、搬送中のシートに、シート幅方向の一方または両方の端部を除いて塗液を塗布する工程と、本発明の加熱装置を用いて上記シートに塗布された上記塗液を乾燥させて塗膜を形成する加熱工程と、を有する、塗膜付きシートの製造方法を提供する。

本発明において、「シートの走行位置」とは、実際にシートが搬送されているときに、シートが加熱装置を通過する際に走行する位置を意味する。

本発明に係る加熱装置によれば、連続生産されるシートの生産工程において、シートに塗布された塗膜を加熱する際、塗液が塗布されていないシートの幅方向両端部に入射する輻射光を抑制できる。また、遮蔽部材と未塗布部の距離を確保しているため、高温化した遮蔽部材からシートへの伝熱を防ぐことができる。さらに、塗膜に輻射光を均一に照射できる。よって、塗液が塗布されていないシート幅方向両端部の過加熱を抑制しつつ、塗膜の加熱ムラを防止することができる。

本発明の一実施形態である、シートの加熱装置を示す概略断面図である。 本発明の一実施形態である樹脂フィルムの製造工程を示す概略図である。 従来技術の一実施形態である、シートの加熱装置を示す概略断面図である。 従来技術の一実施形態である、シートの加熱装置を示す概略断面図である。 従来技術の一実施形態である、シートの加熱装置を示す概略断面図である。 本発明の一実施形態である、シートの加熱装置を示す概略断面図である。 本発明の一実施形態である、シートの加熱装置を示す概略断面図である。 本発明の一実施形態である、シートの加熱装置を示す概略断面図である。 本発明の一実施形態である、シートの加熱装置を示す概略断面図である。

以下、本発明の最良の実施形態の例を、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は以下の形態に限られるものではない。

図１および図６～図９は、本発明の一実施形態であるシートの加熱装置の、紙面垂直方向へシートが走行する向きの概略断面図である。

まず、図１を用いて、本発明の加熱装置の構成を説明する。符号１はシートであり、シート１の幅方向の中央部分には前工程で塗布された塗膜２が形成されている。符号３は加熱機構であり、輻射光により塗膜２を加熱する。この加熱機構３には、本発明の最良の形態の例として、赤外線ヒーターを用いるが、シート１や塗膜２の吸収波長、ヒーターの最大出力、寿命等を考慮し最適なヒーターを用いればよく、赤外線ヒーターに限られるものではない。また、シート１と加熱機構３の距離は、効率的に加熱するため小さいことが好ましいが、シート１が熱変形したり、垂直方向に揺れたとしても接触しないだけの距離を確保していることが好ましい。具体的には、１０～１００ｍｍの範囲にあることが好ましい。また、加熱機構３は、シート幅方向に均一に塗膜２を加熱できるように、塗膜２の幅方向長さよりも十分に大きな幅方向長さを有していることが好ましい。具体的には、塗膜２の幅に対し、両側に１０～１００ｍｍずつ長い幅であることが好ましい。

符号４は遮蔽部材であり、塗膜２の形成されていないシート１の幅方向両端部に加熱機構３から輻射光が照射されるのを抑制している。遮蔽部材４は加熱機構３側に傾斜面５を、シート１側に傾斜面６を持つ部材である。シート１の幅方向の中心から端に向かう方向を外側方向とすると、傾斜面５は、シート１の幅方向の中心に近い側の端付近を起点として傾斜しており、シート１の幅方向の中心に近い側でシート１に対して近接し、外側方向に向かうにつれて加熱機構３に近づくように傾斜している。同様に傾斜面６は、シート１の幅方向の中心に近い側の端付近を起点として傾斜しており、シート１の幅方向の中心に近い側でシート１に対して近接し、外側方向に向かうにつれてシート１から離れるように傾斜している。ここで、シート１に対する傾斜面５の傾斜角を傾斜角ａ、シート１に対する傾斜面６の傾斜角を傾斜角ｂとする。また、点Ｙは塗膜２の両端近傍の任意の点であり、点Ｙに入射する加熱機構３から照射された輻射光を矢印およびハッチングで示す。

遮蔽部材４は、加熱機構３側に傾斜面５を持つため、図１に示す点Ｙのように、塗膜２の両端近傍まで輻射光を遮らずに照射できるため、塗膜２を幅方向均一に加熱することができる。傾斜面５の傾斜角ａについて、図１および図６を用いて詳細に説明する。図６は、傾斜角ａが図１より大きい場合の図であるが、図１と同じ塗膜２の両端近傍の点Ｙに入射する輻射光を考えると、輻射光の一部がカットされる。このように、傾斜角ａが小さいほど、均一に加熱できる範囲が広くなるため、傾斜角ａは小さい方が好ましい。

また、遮蔽部材４はシート１側に傾斜面６を持つため、シート１と遮蔽部材４の距離が確保される。これにより、遮蔽部材４が加熱機構３からの輻射光を常時照射されて高温化しても、遮蔽部材４から熱輻射や熱伝導によりシート１の幅方向両端部に伝わる熱を低減でき、また、シート１が変形しても遮蔽部材４に接触しにくい。よって傾斜面６の傾斜角ｂは、シート１と遮蔽部材４の距離をより確保するため、大きいほど好ましい。

以上から、傾斜角ａは小さいほど好ましく、傾斜角ｂは大きいほど好ましい。ただし、傾斜角aと傾斜角ｂは、同じ部材の表裏の傾斜面の角度であるため、傾斜角aを極端に小さく、傾斜角ｂを極端に大きくすることは難しいが、傾斜角ａと傾斜角ｂはともに１０～６０°にすることが好ましい。より好ましくは、傾斜角ａと傾斜角ｂはともに３０～６０°である。

遮蔽部材４は平面で構成されている必要はなく、曲面を有していてもよい。同様に、傾斜面５および傾斜面６は曲面であってもよい。

また、遮蔽部材４は薄い板状体であることが好ましい。これについて図１および図９を用いて説明する。図９は、図１より遮蔽部材４の厚みを厚くした場合の図であるが、図１と同じ塗膜２の両端近傍の点Yに入射する輻射光を考えると、輻射光の一部がカットされる。このように、遮蔽部材４が厚いと、均一に加熱できない範囲が広くなるため、遮蔽部材４は板状体であることが好ましく、その厚みはより薄い方が好ましい。ただし、薄くすることで強度が低くなってしまうと遮蔽部材４の熱変形によりシート１に接触してしまう恐れがあるため、材質にもよるが、板状体の厚みは０．０５～１０ｍｍが好ましい。より好ましくは、板状の厚みは０．０５～２ｍｍである。

遮蔽部材４のシート１に垂直方向の位置としては、シート１の幅方向両端の未塗布部に斜めに入射してしまう輻射光を防ぐため、シート１に対して近接した方がよい。これについて図７を用いて説明する。図７に未塗布部に入射する輻射光をハッチングで示す。このように、遮蔽部材４とシート１の間から、シート1の未塗布部に輻射光が入射し、未塗布部が加熱されてしまうため、できるだけ低減した方が好ましい。この輻射光は、遮蔽部材４とシート１との距離が小さいほど入射しにくくなるため、遮蔽部材４はシート１に近接した方が好ましいが、遮蔽部材４とシート１の距離が近すぎると、シート１が搬送方向に対して垂直方向に揺れた場合にシート１に接触する場合があるため、シート１と遮蔽部材４の距離は最も近接する点で３～２０ｍｍにすることが望ましい。

遮蔽部材４のシート幅方向の位置について、図８を用いて説明する。点Ｐは、遮蔽部材４のシート中央側の端である。点Ｐがシート１の幅方向中央側に近いほど、未塗布部に入射する輻射光を抑制することができるが、塗膜２の均一に輻射光が照射される範囲は狭くなってしまう。また、逆に点Ｐがシート１の幅方向両端側に近いほど、未塗布部に入射する輻射光は多くなってしまうが、塗膜２の均一に輻射光が照射される範囲は広くすることができる。よって、遮蔽部材４の幅方向の位置は、塗膜２の均一に加熱したい範囲やシート１の幅方向両端の未塗布部の昇温の程度を考慮して決めればよいが、塗膜２の幅方向両端の位置を一点鎖線で示した場合、点Pは一点鎖線の±１５ｍｍの範囲にあることが好ましい。
遮蔽部材４は、送りねじなどにより、その傾斜角度を調整できる機構を有することが好ましい。また、傾斜角度のみではなく、シート１の幅方向やシート１の垂直方向に調整可能な機構を有することが好ましい。

遮蔽部材４は内部に流体を流すための流路を有することが好ましい。傾斜面６を持つことにより、遮蔽部材４が高温化してもシート１に熱は伝わりにくいが、遮蔽部材４に流体を流して冷却することで、よりシート１の未塗布部に伝わる熱を低減できる。冷却空気や冷却水などを流すことが考えられるが、熱伝導率が高い冷却水を流すことがより好ましい。
また、遮蔽部材４の全面を冷却するのではなく、遮蔽部材４のシート１に近接している部分のみを冷却するように内部の流路を構成してもよい。冷却を一部分に限定することで、エネルギーを削減できる。

遮蔽部材４の材質としては、アルミニウム、ステンレス、銀、銅等の金属や、セラミック、ガラス等のいずれでも良いが、赤外線の反射率、熱伝導率、耐熱温度が大きく、熱膨張係数が小さいものが好ましい。こうすることで、赤外線により遮蔽部材４が昇温されにくく、冷却水などの流体による冷却効果が高まり、焦げ付きや熱変形もより発生しにくくなる。

遮蔽部材４は、加熱機構３から照射される輻射光に対する反射率が高いほど遮蔽部材４の吸熱を低減できる。そこで、遮蔽部材４の加熱機構３に対向する面を被覆材で被覆し、その被覆材の材質を、遮蔽部材４の材質よりも加熱機構３から照射される輻射光に対する反射率が高い材質にすることが好ましい。たとえ高い反射率の材質が高価であっても、このように、高い反射率の材質を被覆材にのみ使用することで、遮蔽部材４そのものを高い反射率の材質にするよりも安価に遮蔽部材４の反射率を向上できる。遮蔽部材４の加熱機構３に対向する面の全部を被覆材で被覆しなくとも、輻射光がよく当たる部分のみに被覆するだけでも効果があるが、この面の全部を被覆材で被覆することがより好ましい。

具体的な被覆材の材質としては、加熱機構３から照射される輻射光の波長や使用環境に応じて最適な材質を選択すればよいが、近赤外域で高い反射率を持つ金を含有した材質が好ましい。金を９０質量％以上含有した材質がより好ましい。

加熱装置は、加熱機構３のほかに、シート１に向けて気体を吹き付ける給気機構と、給気機構が吹き付けた気体を排気する排気機構とを有することが好ましい。給気機構と排気機構により、塗膜２が加熱されて蒸発した成分を除去し、効率的に乾燥を行うことができる。本発明の最良の形態として、給気機構には金属製のノズルを使用する。ノズルの形態としては、スリットノズルやホールノズル、ストライプノズル等が挙げられ、さらに、給気ノズルと排気機構の排気口をシート１の搬送方向に対して交互に配置し、加熱機構３を排気口に配置することで、高効率な塗膜２の加熱と蒸発した成分の除去を両立できる。

給気される気体としては本発明の最良の形態の例として空気を使用するが、水蒸気または防爆設備内で使用する場合などは不活ガス等を使用しても良い。また、気体の温度は、シート１や塗膜２にもよるが、好ましくは３０～１５０℃、より好ましくは６０～１２０℃である。熱風温度が範囲にあると、乾燥効率がより高くなり、遮蔽部材４が過熱されにくくなる。

本発明の加熱装置で加熱するシート１としては、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリフェニレンスルフィド、アセテート、ポリカーボネート、アクリル系樹脂などからなるフィルムを挙げることができる。また、この樹脂フィルムは、単層のフィルムであっても良いし、２層以上の積層構造の複合体フィルムであっても良い。また、上記複合体フィルムは、内層部と表層部を構成する樹脂が、化学的に異種の樹脂であっても同種の樹脂であっても良い。また、シート１の厚みは特に限定されないが、機械的強度やハンドリング性などの点から、厚みは１０～５００μｍが好ましく、２０～３００μｍがより好ましい。

シート１を搬送する際の、単位幅あたりにかかる張力は、１００～３０００Ｎ／ｍが好ましい。張力がこの範囲であると、シート１の蛇行や搬送方向に対して垂直方向上下の揺れなどが発生しにくく、ロールとの摩擦や加熱装置との接触によるシート１表面へのキズ発生の可能性が低くなる。また、加熱してもシート１が変形しにくくなるため、ロールとシート１との間に局所的に接圧の高い部分が発生してキズが発生する可能性が低くなる。

シート１の表面に塗布する塗液は、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂などが挙げられ、膜厚は１～１５μｍが好ましい。また、塗液はシート１の片面だけに塗布しても良いし、両面に塗布しても良い。

塗布装置塗布方法としては、ロッドコート法、グラビアコート法、リバースロールコート法などが挙げられる。これらの方法を単独であるいは組み合わせて行うことができる。これら塗布方法は塗布ムラの少ない均一な塗布面を得るためには好適である。本発明においては、塗布量の調整が容易なロッドコートを用いるのがより好ましい。

次に、実施例に基づいて上記実施形態を具体的に説明するが、上記実施形態は必ずしも以下の実施例に限定されない。

［実施例１］
極限粘度（固有粘度ともいう）０．６２ｄｌ／ｇ（１９９６年 ＪＩＳ Ｋ７３６７の規格に従い、２５℃のｏ－クロロフェノール中で測定）のポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと省略する）のチップを、１８０℃で十分に真空乾燥した後、図２の押出機７に供給して２８５℃で溶融し、Ｔ字型口金８よりシート状に押し出し、静電印加キャスト法を用いて表面温度２３℃の鏡面冷却ドラム９に巻き付けて冷却固化して未延伸フィルムとした。続いて縦延伸機１０において、この未延伸フィルムを８０℃に加熱したロール群で加熱し、さらに赤外線ヒーターにて加熱しながら搬送方向に３．２倍延伸し、５０℃に調整した冷却ロールで冷却し、一軸延伸のシート１とした。シート１の幅は９００ｍｍ、厚みは２００μｍであった。

続いて塗液塗布装置１１で、速度５０ｍ／分で走行するこのシート１の上面に塗液を塗布した。塗膜２の幅は７００ｍｍとし、シート１の両端部に１００ｍｍずつの未塗布部を設けた。塗液塗布装置１１は、ロッドコート方式とし、コーティングロッドは、直径が１２．７ｍｍ、長さが１４００ｍｍのステンレス製の丸棒材とした。コーティングロッドの溝仕様は、溝深さを１７μｍ、溝ピッチを１００μｍとした。塗膜２の塗液厚みは、塗液塗布装置１１の出口にて水分計（ＲＸ－２００、倉敷紡績株式会社製）で測定したところ６μｍであった。

続いて加熱装置１２として、シート１の搬送方向に給気機構と排気機構を交互に配置し、排気機構の排気口に加熱機構３を備えた加熱装置を用い、シート１上面から塗膜２を加熱し、塗膜２の乾燥を完了させた。

その後、横延伸機１３において、塗膜付きシートを予熱区間である９０℃のオーブン内に導いて加熱し、引き続き延伸区間である１００℃のオーブン内で塗膜付きシートを幅方向に３．５倍延伸し、さらに熱固定区間である２２０℃のオーブン内で幅方向に５％弛緩処理しつつ塗膜付きシートの熱固定を行い、片面に塗膜を形成した二軸延伸フィルムを得た。縦延伸機１０と横延伸機１３の間の張力は、シート１の走行方向にかかる単位幅当たりの張力が８０００Ｎ／ｍとなるようにダンサーロールで制御した。

塗液は、ポリエステル共重合体のエマルジョン（含有成分：テレフタル酸９０モル％、５－ナトリウムスルホイソフタル酸１０モル％、エチレングリコール９６モル％、ネオペンチルグリコール３モル％、ジエチレングリコール１モル％）１００質量部に対し、メラミン系架橋剤（イミノ基型メチル化メラミンをイソプロピルアルコール１０質量％と水９０質量％の混合溶媒で希釈した液）を５質量部、平均粒径が０．１μｍのコロイダルシリカ粒子を１質量部添加した混合液とした。この塗液の粘度は、温度２５℃において、２ｍＰａ・ｓであった。また、塗液塗布装置１１の出口でシート１の温度をサーモグラフィー（ＣＰＡ－Ｅ６、ＦＬＩＲ社製）で測定したところ、塗膜２は２５～２６℃、未塗布部は２８～２９℃であった。

加熱装置１２は、給気機構を４ユニット、排気機構を５ユニット、シート１の搬送方向に交互に配置し、加熱機構３を排気機構の排気口に各３本ずつ計１５本配置した。給気機構および排気機構の材質はステンレス（ＳＵＳ３０４）を用い、大きさは、シート１の搬送方向の長さが１００ｍｍ、幅方向の長さが１２００ｍｍとし、シート１との間隙が３０ｍｍとなるよう設置した。加熱機構３としては、シート１の搬送方向の長さが２３ｍｍ、幅方向の長さが１１５０ｍｍ、垂直方向の長さが１１ｍｍの短波長赤外線ヒーター（ＺＫＣ６０００/１０００Ｇ、ヘレウス株式会社製）を用い、シート１と短波長赤外線ヒーターの表面との距離が４０ｍｍとなるように設置した。

給気機構の熱風吹出し部は、直径８ｍｍの穴を千鳥状に均一な分布で開けた開口率９．５％のホールノズルとし、その穴から１００℃に加熱した空気を風速１２ｍ/ｓで吹出した。また、短波長赤外線ヒーターの出力は１本あたり６．５ｋＷとした。これにより、赤外線ヒーターのフィラメント温度はおよそ２１００℃となる（ヘレウス株式会社カタログ値）。排気機構からの吸込み流量は、給気機構から吹出す熱風の合計流量と同じにした。

シート１の幅方向の両端部と加熱装置１２の間には、厚さ４ｍｍのステンレス板（ＳＵＳ３０４）を折り曲げて製作した遮蔽部材４を取り付けた。遮蔽部材４の傾斜角ａおよび傾斜角ｂはともに２６°とした。遮蔽部材４の位置については、図８に示される遮蔽部材４のシート中央側の端の点Ｐが、シート１から垂直方向に１０ｍｍ加熱装置１２側に位置するように設置し、幅方向には点Ｐが塗膜２の幅方向の両端と一致するように設置した。また、遮蔽部材４のシート１側の水平な面とシート１との距離が２０ｍｍになるように設置した。

未塗布部での過加熱有無の評価方法は、加熱装置１２の出口にて未塗布部の温度をサーモグラフィー（ＣＰＡ－Ｅ６、ＦＬＩＲ社製）で測定し、最も高い部分の温度が、許容温度である７０℃以下であるかを確認した。この許容温度は、実験を繰り返すことで割り出した温度である。

塗布部の加熱の均一性の評価方法は、加熱装置１２の出口にて塗膜２の残水分を水分計（ＲＸ－２００、倉敷紡績株式会社製）により測定し、製品となる、塗膜２の幅方向両端から２０ｍｍを除いたシート中央部の範囲で残水分が確認された場合は乾燥ムラありで不良、残水分が確認されない場合は乾燥ムラなしで良と評価した。

本装置で塗膜付きシートの製造を行った結果、製品部の残水分は確認されなかったため乾燥ムラなしと評価した。また、未塗布部の温度は６７℃で許容範囲内であり、安定して生産ができた。

［実施例２］
遮蔽部材４を内部に流路を有する遮蔽部材に変更し、冷却水を流した以外は実施例１と同じ条件で塗膜の乾燥を行った。製品部の残水分は確認されなかったため乾燥ムラなしと評価した。また、未塗布部の温度は５８℃で許容範囲内であり、安定して生産できた。実施例１よりも許容温度７０℃までの余裕がありより好ましいことが確認できた。

［実施例３］
遮蔽部材４を、加熱機構３に対向する面が全て金を９９．６質量％含有する材質の被覆材で被覆された遮蔽部材に変更した以外は実施例１と同じ条件で塗膜の乾燥を行った。製品部の残水分は確認されなかったため乾燥ムラなしと評価した。また、未塗布部の温度は６３℃で許容範囲内であり、安定して生産できた。実施例１よりも許容温度７０℃までの余裕がありより好ましいことが確認できた。

［比較例１］
遮蔽部材４をシート１と水平な板厚４ｍｍの傾斜面を持たない板材に変更し、シート１との距離を２０ｍｍとした以外は実施例１と同じ条件で塗膜の乾燥を行った。未塗布部の温度は６９℃で許容範囲であったが、製品部の端１０ｍｍの部分で残水分が確認されたため乾燥ムラありと評価した。

［比較例２］
遮蔽部材４をシート１と水平な板厚４ｍｍの傾斜面を持たない板材に変更し、シート１との距離を１０ｍｍとした以外は実施例１と同じ条件で塗膜の乾燥を行った。製品部の残水分は確認されなかったため乾燥ムラなしと評価したが、未塗布部の温度は７１℃で許容範囲を超えた。

［まとめ］
実施例および比較例の結果を表１にまとめて示す。実施例１～３は、遮蔽部材として、傾斜面を有する板材を使用し、未塗布部の過加熱を防止しつつ、乾燥ムラも抑えることができた。また、実施例２や３の方が、実施例１より未塗布部の温度が小さいことから、方遮蔽部材の内部に冷却水を流すことや、遮蔽部材を被覆材で被覆することがより好ましいといえる。

比較例１および２は傾斜面を持たない水平の板材を遮蔽部材として使用した場合の結果であり、比較例１では遮蔽部材をシートから離間し、比較例２では遮蔽部材をシートに近接させた。比較例１では、未塗布部の温度が許容温度を超えることはなかったが、乾燥ムラが発生した。反対に、比較例２では、未塗布部の温度が許容温度を超えてしまったが、乾燥ムラの発生はなかった。傾斜面を有する遮蔽部材の適用が重要であるといえる。

本発明は、塗膜の加熱に限らず、樹脂フィルムの加熱などにも応用することができるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。

１ シート
２ 塗膜
３ 加熱機構
４ 遮蔽部材
５ 加熱機構側の傾斜面
６ シート側の傾斜面
１２ 加熱装置

Claims (9)

1. シート幅方向の一方または両方の端部を除いて塗液が塗布された搬送中のシートの当該塗液に向けて輻射光を照射する加熱装置であって、
   シートの走行位置に向けて輻射光を照射する加熱機構と、
   前記シートの走行位置と前記加熱機構との間に設けられ、シートが搬送されているときに加熱機構側からシートを観察して、シートの塗液が塗布されていない部分を覆う遮蔽部材と、を有し、
   前記遮蔽部材は、シート幅方向の中心から端に向かう方向を外側方向として、
   前記加熱機構に対向する面が、シート幅方向の中心に近い側の端から始まる部分で、外側方向に向かうにつれて加熱機構に近づくように傾斜しており、
   前記シートの走行位置に対向する面が、シート幅方向の中心に近い側の端から始まる部分で、外側方向に向かうにつれてシートの走行位置から離れるように傾斜している、
   加熱装置。
2. 前記遮蔽部材が、前記加熱機構に対向する面と前記シートの走行位置に対向する面をそれぞれ主平面とする板状体である、請求項１の加熱装置。
3. 前記遮蔽部材が、前記加熱機構に対向する面の前記傾斜している部分および前記シートの走行位置に対向する面の前記傾斜している部分の、前記シートの走行位置に対する傾斜角度を調整できる機構を有する、請求項１または２の加熱装置。
4. 前記遮蔽部材が、内部に流体を流すための流路を有する、請求項１～３のいずれかの加熱装置。
5. 前記流路が、前記遮蔽部材の内部のシート幅方向の中心に近い側の部分に配置されている、請求項４の加熱装置。
6. 前記シートの走行位置に向けて気体を吹き付ける給気機構と、前記給気機構が吹き付けた気体を排気する排気機構と、を有する、請求項１～５のいずれかの加熱装置。
7. 前記遮蔽部材が、前記加熱機構に対向する面が被覆材で被覆されており、
   前記被覆材の材質が、前記遮蔽部材の材質よりも、前記加熱機構から照射される輻射光に対する反射率が高い材質である、
   請求項１～６のいずれかの加熱装置。
8. 前記被覆材の材質が金を含有する材質である、請求項７の加熱装置。
9. 搬送中のシートに、シート幅方向の一方または両方の端部を除いて塗液を塗布する工程と、請求項１～８のいずれかの加熱装置を用いて前記シートに塗布された前記塗液を乾燥させて塗膜を形成する加熱工程と、を有する、塗膜付きシートの製造方法。

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