JP4154692B2

JP4154692B2 - 塗布膜の乾燥装置

Info

Publication number: JP4154692B2
Application number: JP2003160502A
Authority: JP
Inventors: 康之原; 康人成瀬
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2023-06-05
Also published as: JP2004361015A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は塗布膜の乾燥方法及び装置に係り、特に、連続走行する帯状のウェブの表面に塗布液を塗布して塗布膜を形成した後、前記ウェブを乾燥装置を通過させて前記塗布膜を乾燥する塗布膜の乾燥方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続走行するウェブにて塗布液を塗布して塗布膜を形成した後、形成された塗布膜を乾燥装置で乾燥する乾燥工程は、写真用フィルム、磁気記録媒体、インクジェット記録用シート等の各種の塗布製品を製造する分野で多用されており、製品の品質を左右する重要な工程となっている。乾燥工程では、様々な要因により気流の乱れがしばしば発生し、その気流の乱れにより乾燥風の風向及び風速が乱され、塗布後のウェブ塗布膜面にウェブ塗布膜面に細波状のムラが生じる、いわゆる風ムラが発生する。風ムラが生じたウェブは、膜厚分布の不均一により故障等のトラブルを招くため、塗布製品の生産における不良項目の１つとして挙げられる。
【０００３】
そのため、この風ムラの発生を防止するために、数々の試みがなされている。特許文献１で開示されている塗着シートの乾燥方法では、乾燥室内にシート材よりも幾分広い多孔性障壁が、移動するシート材（ウェブ）の塗着面に対して接近した位置に設けられている。多孔性障壁の上面には、多孔性障壁とシート材（ウェブ）の塗着面との間よりも相当に大きい間隔で、多数の開口を有する分布板が設けられている。この多孔性障壁と分布板により、多孔性障壁とシート材（ウェブ）との間に乾燥風及び蒸気からなる実質的な静止状の雰囲気気体領域が形成されるため、シート材（ウェブ）における風ムラの発生を防止することができる。
【０００４】
又、特許文献２では、２５°Ｃで剪断速度が０．１ｓ^-1において、粘度が０．５ｍＰａｓ以下の塗布液をウェット膜厚５０μｍ以上で支持体上に塗布した塗膜を乾燥する乾燥工程で、温度を制御したエアを塗布膜面へ吹き付けることにより乾燥を行い、塗布膜面に到達する乾燥風の風速が塗布後２０秒以内は０．１〜１０ｍ／秒とすることを特徴とした塗膜の乾燥方法及び乾燥装置が開示されている。これにより、乾燥工程における風ムラ等による故障を回避し安定した良質の塗布乾燥製品を得ることができる。
【０００５】
更に、特許文献３では、塗布装置と乾燥装置との間を走行する支持体の塗布面に直交方方向から風が当たるのを防止すると共に、塗布面上の気流を支持体の走行方向成分のみに規制することでムラのない塗布面を得ることが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特公平２−５８５５４号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２０００−３２９４６３号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開２００３−１０３２１１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の塗着シート材の乾燥方法では、様々な要因によって、シート材（ウェブ）の塗布膜面にあたる乾燥風が全体又は局部的に均一でなくなる、即ち吹き出された乾燥風の風向及び風速に乱れが発生する可能性がある。この乱れた乾燥風がシート材（ウェブ）の塗布膜面へ吹き付けられると、塗布膜面が流動した状態で乾燥されて塗布膜不均一によるムラが発生する。これは、品質上問題となるだけでなく、故障の要因につながる。
【００１０】
又、特許文献２の塗膜の乾燥方法及び乾燥装置では、吹き付ける乾燥風の風速や、吹き付ける時間等の乾燥条件で風ムラの発生を抑えているが、実際にウェブの塗布膜面上に流れる乾燥風を制御していないため、塗布膜の乾燥の環境の変化によって発生する乾燥風の乱れが風ムラの主な要因であるので、風ムラの発生を根本的に解消したとはいえない。
【００１１】
更に、特許文献３は、塗布装置と乾燥装置との間における塗布膜の風ムラを防止するものであり、塗布面上の気流を支持体の走行方向成分のみに規制することは可能である。しかし、本発明の乾燥装置での乾燥のように、塗布膜面に吹き付けた乾燥風の排気の流れによって、塗布膜面に吹き付ける乾燥風の流れを乱す可能性がある。又、乾燥装置内に存在する障害物等に乾燥風が接触することにより、吹き付ける乾燥風の流れを乱す可能性もある。従って、特許文献３のように塗布面上の気流を支持体の走行方向成分のみに規制することは不可能である。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ウェブの塗布膜面に実際に到達した乾燥風の風向及び風速の乱れを制御することにより、ウェブ塗布膜面の風ムラの発生を大幅に削減することができる、極めて優れた塗布膜の乾燥方法及び乾燥装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、連続走行する帯状のウェブの表面に塗布液を塗布して塗布膜を形成した後、前記ウェブを乾燥装置を通過させながら給気部から塗布膜面に乾燥風を吹き付けて該塗布膜を乾燥すると共に、吹き付けた乾燥風を、前記ウェブを挟んで前記給気部の反対側に設けられた排気部から乾燥装置外に排気する塗布膜の乾燥装置において、前記乾燥装置を乾燥条件の異なる複数の乾燥ボックスに分割すると共に、分割された乾燥ボックス同士の連結部は、給気部のウェブ側の面と同一面に形成されると共に、この連結部には乾燥風で塗布膜面に吹き付ける流路が形成されたことを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項１によれば、乾燥装置において、異なる乾燥条件で連続して乾燥を行う場合には、異なる乾燥条件の乾燥ボックスを連結して乾燥を行う。その乾燥ボックス同士の連結部に、従来は各乾燥ボックスの互いの乾燥条件に影響しないように連結部を狭くしたり段差を設けたりしていた。しかしながら、連結部を狭くしたり段差を設けたりすることによって吹き付ける乾燥風に空気抵抗が生じ、乾燥風の風向や風速の乱れに影響し、ウェブの塗布膜面上に乾燥風の乱れを発生させる原因となっている。また、従来は連結部では乾燥風の吹き付けが行われないので、連結部の区域だけが無風空間となり、差圧が生じて乾燥風を乱してしまう。そこで、連結部が各給気部のウェブ側の面を同一面に形成させることにより乾燥風の流れをスムーズにし、連結部でも乾燥風を塗布膜面に吹き付ける流路を形成させたことにより、空気抵抗や無風空間によって発生する乾燥風の乱れを大幅に低減することができる。
【００２１】
請求項２は請求項１において、前記乾燥装置の内部は、該乾燥装置内を走行するウェブの周辺２００ｍｍ以内に前記給気部から吹き出された乾燥風の乱れを発生させる障害物を設けない構造に形成されることを特徴とする。
【００２２】
乾燥装置では、塗布膜面に吹き付けられる乾燥風が乱れる要因の１つとして、乾燥装置の内部に設けられた段差や突起等の障害物が挙げられる。段差や突起物は、設置当初は設けられていなくても、老朽化によって各部材や装置ががたついたり、必要性によりセンサや装置等を内部に後付けしたりするため、自然に生じてしまうので全くなくすことは難しい。そこで、本願発明者は乾燥装置において障害物が乾燥風に影響する区域の調査を行い、走行するウェブの周囲から２００ｍｍ以内に段差や突起等の障害物を設けなければ、ウェブ塗布膜面上を流れる乾燥風の乱れが発生し難くなるという知見を得た。請求項５によれば、乾燥装置の内部は、該乾燥装置内を走行するウェブの周辺２００ｍｍ以内に前記給気部から吹き出された乾燥風の乱れを発生させる障害物を設けない構造に形成されるので、塗布膜面上を流れる乾燥風の乱れが発生し難くなる。これにより、乾燥風の乱れによる塗布膜面の風ムラの発生を効果的に抑制することができる。
【００２３】
請求項３は請求項１又は２において、前記給気部は、乾燥風の吹き出し上流側から順に、乾燥風を濾過するフィルタ、乾燥風の圧力分布を均一化する整流多孔板、乾燥風を前記塗布膜面に均一に吹き出す吹き出し量を均一化する吹き出し多孔板の３層構造に形成されることを特徴とする。
【００２４】
請求項３によれば、乾燥風を吹き付ける際に、先ず最初に第１層目のフィルタで乾燥風内に含まれる不純物を除去することにより、乾燥風をウェブ塗布膜面に吹き付ける際に粉塵等が付着することを防止することができる。次に、第２層目の整流多孔板で乾燥風の吹き出し圧力を均一化して風速及び風向を整流することにより、乾燥風の給気や濾過で乱れた風向及び風速を一定化させることができる。そして、第３層目の吹き出し多孔板でウェブ塗布膜面上へ多数の箇所から乾燥風を吹き付けることにより、ウェブ塗布膜面上に対して均一に乾燥風を給気することができる。給気部においてこれらの層構成で給気を行うことにより、極めて清潔で、且つ安定した風向及び風速の乾燥風をウェブ塗布膜面に対して均一に供給することができる。
【００２５】
請求項４は請求項３において、前記整流多孔板の開口率は１０％以下であることを特徴とする。これにより、整流効果を高めることができる。
請求項５は請求項１〜４において、前記乾燥装置のウェブ入口部及び／又はウェブ出口部には、ウェブ走行用開口とは別の通風用開口を有することを特徴とする。これにより、乾燥装置内外の差圧によって生じる風が直接ウェブの塗布膜面に当たらないようにすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る塗布膜の乾燥方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２７】
図１は、本発明の乾燥装置を組み込んだ塗布乾燥ライン１０の概略構成図である。
【００２８】
図１に示すように、塗布乾燥ライン１０は、主として送出機１２と巻取機１４との間を白色矢印の示す方向に連続走行するウェブ１６に塗布液を塗布して塗布膜を形成する塗布装置１８と、この塗布液を乾燥させる乾燥装置２０とで構成される。塗布装置１８と乾燥装置２０は、精密な塗布及び乾燥を行うために、クリーンルーム５内に設置される。クリーンルーム５は、例えば天井面から清浄な空調エアをダウンフローすることによって、常に加圧された清浄な状態を維持している。
【００２９】
連続走行するウェブ１６としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド、ポリプロピレン（ＰＰ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等のセルロース系フィルム等のプラスチックフィルム、アルミ等の金属箔、各種紙、或いはこれらの積層体が挙げられる。ウェブ１６の走行は、塗布乾燥ライン１０全体において設定した任意の速度でサクションローラ２２により制御される。
【００３０】
塗布装置１８は、コーティングローラ２４と塗布ヘッド２６から成り、塗布ヘッド２６の先端から塗布液を押し出し、コーティングローラ２４に巻き掛けられたウェブ１６と塗布ヘッド２６との間にビードを形成させる。これにより、ビードを介して有機溶剤系の塗布液がウェブ１６に塗布される。尚、塗布装置１８は、ここで示したエクストルージョン型に限定されるものではなく、ロールコータ型、グラビアコータ型、スライドコート型、或いはそれ以外の塗布方式であってもよい。また、本発明の乾燥装置は有機溶剤系の塗布液に限らず水系に適用することもできるが、風ムラが発生し易い有機溶剤系の塗布液において特に効果を発揮する。
【００３１】
有機溶剤系の塗布液としては、例えば、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、水エタノール、１―メトキシ−２−プロパノールアセテート（ＭＭＰＧ−ＡＣ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ノルマルプロピルアルコール（ｎ−ＰｒＯＨ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、アノンから成る組成のものが使用される。ウェブ１６に塗布液を塗布する塗布条件としては、例えば、ウェット塗布量が７０ｃｃ／ｍ²以下のときは粘度が２０ｃｐ以下、塗布量が１５〜７０ｃｃ／ｍ²の時は粘度が１．１〜１２ｃｐ、塗布量が４〜９ｃｃ／ｍ²のときは１〜５ｃｐで塗布が行われるように、塗布液は調製される。こうして塗布液が塗布されたウェブ１６は、乾燥装置２０へ走行されて、最終的にウェブ１６の塗布膜面の膜厚が乾膜状態で１〜５μｍ程度になる。
【００３２】
一方、乾燥装置２０は、ウェブ１６の走行方向に対して塗布装置１８の下流側に配設され、ウェブ１６に乾燥風を吹きつけることによって、塗布膜面を乾燥させる。乾燥装置２０と塗布装置１８は、乾燥時の熱が塗布装置１８に悪影響を及ぼすことを防止するため、及び、ウェブ１６の塗布膜面に熱風の乾燥風をすぐに当てないため、或いは、関連装置の収納スペースを確保するために、１０００ｍｍ程度の間隔をあけて設置することが好ましい。
【００３３】
乾燥装置２０は、主に乾燥ボックス３０ａ，３０ｂ、給気部３６ａ，３６ｂ、排気部３８ａ，３８ｂ、連結部４０で構成される。この乾燥装置２０には、弱風・低温の乾燥を行う第１の乾燥ボックス３０ａと、強風・高温で乾燥を行う第２の乾燥ボックス３０ｂが設けられる。第１の乾燥ボックス３０ａには塗布装置１８から走行するウェブ１６を乾燥装置２０内に搬入するためのウェブ入口部３２が、第２の乾燥ボックス３０ｂには乾燥処理後のウェブ１６を搬出するためのウェブ出口部３４が設けられる。ウェブ入口部３２は、乾燥装置２０内外の差圧によって生じる風が直接ウェブ１６の塗布膜面に当たらないように、差圧による風を優先して通過させる通風用開口３２Ａをウェブ走行用開口３２Ｂとは別に設け、通風用開口３２Ａにラッパ管状のガイド部材３２Ｃが取り付けられる。また、ウェブ１６の周囲を取り囲むようにウェブ走行ボックス３２Ｄが配置される。これら通風用開口３２Ａ、ガイド部材３２Ｃ及びウェブ走行ボックス３２Ｄは、ウェブ出口部３４に設けてもよく、ウェブ入口部３２とウェブ出口部３４の両方に設けてもよい。
【００３４】
各乾燥ボックス３０ａ，３０ｂの上部には、第１及び第２のエア管３９ａ，３９ｂから供給されたエアを、所定の乾燥温度に加熱する第１及び第２の加熱器４２ａ，４２ｂが各々に設けられる。そして、各加熱器４２ａ，４２ｂで加熱された乾燥風は、第１及び第２の給気部３６ａ，３６ｂで調整されてウェブ１６の塗布膜面に吹き付けられる。ウェブ１６の塗布膜面上に吹き付けられた乾燥風は、各乾燥ボックス３０ａ，３０ｂの底部に設けられた第１及び第２の排気部３８ａ，３８ｂから排気される。
【００３５】
第１及び第２の給気部３６ａ，３６ｂは、上から高機能フィルタ４４ａ，４４ｂ、整流多孔板４６ａ，４６ｂ、及び各吹き出し多孔板４８ａ，４８ｂの３層で構成される。第１及び第２の高機能フィルタ４４ａ，４４ｂは、各加熱器４２ａ，４２ｂからの乾燥風中に含まれる塵等を濾過除去するために設けられ、ＨＥＰＡ等の精密濾過を行えるフィルタを使用することが好ましい。第１及び第２の整流多孔板４６ａ，４６ｂは、濾過された乾燥風の圧力を均一化する板材であり、各整流多孔板４６ａ，４６ｂには乾燥風を整流するための多数の孔（図示せず）が設けられ、その開孔率が整流多孔板４６ａ，４６ｂの全面積の１０％以下になるように孔の配置及び大きさが設定される。尚、図１の乾燥装置２０では、板材の代わりに金網状のスリットを用いている。第１及び第２の吹き出し多孔板４８ａ，４８ｂは、走行するウェブ１６の塗布膜面に対して乾燥風を吹き付けるための多数の孔が開いた板材であり、ウェブ１６の塗布膜面に対し、ウェブ１６の走行方向へ均等に吹き付けられるように孔の配置及び大きさが設定される。尚、図１の乾燥装置２０では、板材の代わりに金網状のスリットを用いている。
【００３６】
第１及び第２の排気部３８ａ，３８ｂは、各排気多孔板５０ａ，５０ｂ及び各排気口５２ａ，５２ｂで構成される。第１及び第２の排気多孔板５０ａ，５０ｂは、ウェブ１６の塗布膜面に吹き付けられた乾燥風を排気するための多数の孔が開口され、多数の孔は均一に排気を行うように孔の配置及び大きさが設定される。その開孔率は、各排気多孔板５０ａ，５０ｂの全面積の３０％以下になるように設定される。尚、図１の乾燥装置２０では、板材の代わりに金網状のスリットを用いている。第１及び第２の排気口５２ａ，５２ｂは、各乾燥ボックス３０ａ，３０ｂの底部に設置される。各排気多孔板５０ａ，５０ｂを通過した乾燥風は、下にある各排気口５２ａ，５２ｂから系外へと排気される。各排気口５２ａ，５２ｂは、ウェブ１６の塗布膜面の乾燥に影響しない程度で効率よく排気を行える構造であることが好ましい。
【００３７】
第１の乾燥ボックス３０ａと第２の乾燥ボックス３０ｂとの間は、連結部４０で連結されており、走行するウェブ１６の塗布膜面を各乾燥条件で連続して乾燥することができる。図２は、乾燥装置２０における連結部４０の概略構成を示す断面図である。尚、白色矢印はウェブ１６の走行方向を示している。図２に示すように、第１の乾燥ボックスの第１の吹き出し多孔板４８ａと、第２の乾燥ボックスの第２の吹き出し多孔板４８ｂとは、ウェブ１６の走行方向に対して下方向に傾斜して設置されている。そして、第１の乾燥ボックス３０ａと第２の乾燥ボックス３０ｂとの連結部４０で形成される隙間には連結部材４１が設けられる。連結部材４１は、第１及び第２の吹き出し多孔板４８ａ，４８ｂの傾斜と同角度で傾斜した部材であり、第１及び第２の吹き出し多孔板４８ａ，４８ｂと同一面上になるように連結されている。第１の給気部３６ａとの間には導入孔４１ａが、傾斜した箇所には吹出孔４１ｂが設けられる。乾燥時において第１の高機能フィルタ４４ａ及び第１の整流多孔板４６ａを通過した乾燥風は、黒色矢印で示すように、導入孔４１ａを経て吹出孔４１ｂからウェブ１６の塗布膜面へと吹き付けられて、第２の乾燥ボックス３０ｂへの流路を形成する。
【００３８】
図３は、乾燥装置２０の第１の乾燥ボックス３０ａを入口方向から見た概略構成を示す断面図である。図３に示すように、第１の乾燥ボックス３０ａにおいて、搬送ローラ５４の上方を走行するウェブ１６の塗布膜面の周囲２００ｍｍ以内、即ち網線で示した区域には第１の給気部３６ａ以外の段差や突起等の障害物を設けないように構成されている。ここでは第１の吹き出し多孔板４８ａが上述した区域内に存在しているが、給気部３６ａの一部であるので問題はない。尚、第２の乾燥ボックス３０ｂにおいても同様の構成である。
【００３９】
次に、上記の如く構成された乾燥装置２０の作用について説明する。
【００４０】
図４は、乾燥装置２０内を走行するウェブ１６に吹き付けられる乾燥風の流れを説明する説明図であり、図４（Ａ）はウェブ１６を側面から見た図で、図４（Ｂ）はウェブ１６を上方から見た図である。尚、白色矢印はウェブ１６の走行方向を示している。図４に示すように、本願発明者は、ウェブ１６の塗布膜面上において、黒色矢印で示した風向に一定の風向及び風速の乾燥風を吹き付けて流すことにより、塗布膜面の乾燥を行うことが理想的である、という点に着目した。即ち、ウェブの走行速度と同速の乾燥風をウェブ１６の塗布膜面の上方から垂直に吹き付けて、ウェブ１６の塗布膜面上を走行方向へ流し、ウェブ１６の両側面から抜けるという経路を形成すればよい。本来であれば、ウェブ１６の塗布膜面上を走行方向に流れるようにすればよいのだが、乾燥風の排気を行う必要があるため上述した経路が理想とされる。
【００４１】
しかしながら、乾燥工程において、様々な要因により乾燥風に乱れが生じて乾燥風が上述した経路をたどらないことがある。経路から外れた乾燥風は、その他の乾燥風の風向や風速を乱し、その乱れた乾燥風がウェブ１６の塗布膜面に吹き付けられて、塗布膜面上に風ムラが発生する。風ムラは、ウェブ１６の膜厚分布不均一をもたらして故障等を起こす原因となるので、塗布膜の乾燥処理によるウェブ１６塗布製品の主要な不良項目として挙げられる。
【００４２】
そこで、走行するウェブと同じ風向き及び速度で流れる、図４で示した理想的な乾燥風を基準乾燥風として、ウェブ１６の塗布膜面に沿って流れる乾燥風の流れを３次元風速計を用いて測定し、測定された乾燥風の流れをウェブ１６の走行方向と同じ風向きのＸ成分、走行方向に直交する風向きのＹ成分の２成分に分解する。そして、基準乾燥風の風速を１００％としたときに、Ｘ成分又はＹ成分の風速と、基準乾燥風の風速との差が１００％以内になるように、ウェブ１６の塗布膜面に沿って流れる乾燥風の流れを制御するように乾燥を行えば、乾燥時における風ムラの発生を抑制することができるという知見を、本願発明者は得た。尚、Ｘ成分又はＹ成分の風速と基準乾燥風の風速との差は少なければ少ないほどよく、５０％以内であることが望ましい。
【００４３】
そして、Ｘ成分又はＹ成分の風速と基準乾燥風の風速との差が１００％以内、望ましくは５０％以内になるように乾燥を行うために、本願発明者は乾燥装置における乾燥風の乱れの要因を３次元風速計を用いて調査したところ、乾燥風の風向及び風速を乱す第１の要因として乾燥風の排気であることに、本願発明者は着目した。図５は、従来の排気方法による乾燥風の流れを示す説明図であり、図５（Ａ）はウェブ１６を側面から見た図であり、図５（Ｂ）はウェブ１６を上方から見た図である。尚、白色矢印はウェブ１６の走行方向を、黒色矢印は乾燥風の風向を示している。図５に示すように、ウェブ１６の下方の一箇所のみに排気口５６を設けると、走行するウェブ１６に吹き付けられた乾燥風は一箇所の排気口５６に集中して流れてしまう。これにより、吹き付ける位置によってはウェブ１６の走行方向と反対の方向に流れたり、吹き付ける位置と排気口５６との位置関係により乾燥風の風速に影響を及ぼす可能性がある。従って、図１の乾燥装置２０で示すように、各乾燥ボックス３０ａ，３０ｂに各排気口５２ａ，５２ｂを設け、各排気口５２ａ，５２ｂの上方に排気を均一に行うために各排気多孔板５０ａ，５０ｂを設けることにより、乾燥風は乾燥装置２０の底部全面に配置された各排気多孔板５０ａ，５０ｂの多数の孔から均一に流れるので、風向及び風速を乱さずに排気することができる。
【００４４】
又、乾燥風の風向及び風速を乱す第２の要因は走行するウェブ１６の周囲の段差や突起等の障害物の存在であることに、本願発明者は着目した。図６は障害物が存在する場合の乾燥風の流れを示す説明図であり、図６（Ａ）は突起５８がある例を、図６（Ｂ）は段差６０がある例を示している。尚、白色矢印はウェブ１６の走行方向を、黒色矢印は乾燥風の風向を示している。図６（Ａ）に示すように、乾燥装置２０において、最初は存在していなくても、必要に応じてセンサ等の装置を後付けしたり、各吹き出し多孔板４８ａ，４８ｂの脱着を容易にするために蝶ネジで取りつけられたりすることにより、ウェブ１６の塗布膜面の上方に突起５８が存在するケースが多く見られる。これらの突起５８により、吹き付けられる乾燥風の風向が乱れて、風ムラを生じさせることがある。又、各乾燥ボックス３０ａ，３０ｂの連結部４０の繋ぎ目等や各装置及び部材の取付不具合等によって、ウェブ１６の上方の段差６０が形成される。段差６０は、乾燥風の風向を乱す上、段差６０とウェブ１６との間に無風空間を形成する。乾燥装置２０内でこの無風空間が形成されると、差圧が生じて無風空間へ乾燥風が高速で流れる可能性があり、この高風速の乾燥風により風ムラが発生する。従って、図２及び図３の乾燥装置２０に示すように、走行するウェブ１６の塗布膜面上の周囲２００ｍｍ以内に上述した障害物を設けないように装置及び部材を構成し、各乾燥ボックス３０ａ，３０ｂを連結する連結部４０に段差をなくすように各吹き出し多孔板４８ａ，４８ｂ及び連結部材４１を設けて、連結部材４１から乾燥風の吹き出しを行うことにより、乾燥風が乾燥装置２０内の障害物に衝突して乱れることがなく、且つ無風空間が形成されないので、ウェブ１６の塗布膜面に対して極めて安定した効果的な乾燥を行うことができる。
【００４５】
更に、乾燥風の風向及び風速を乱す第３の要因がウェブ１６の塗布膜面へ供給される乾燥風の風向及び風速の不安定であることに、本願発明者は着目した。即ち、外気を温度制御された乾燥風がウェブ１６の塗布膜面上に吹き付けられるまでに、乾燥風自体の圧損や風向の不安定性によって乾燥風の風速及び風向に乱れが生じて、風ムラの原因となる可能性がある。従って、図１の乾燥装置２０に示すように、各給気部３６ａ，３６ｂにおいて、第１段階である各高機能フィルタ４４ａ，４４ｂで乾燥風の濾過を行い、第２段階である各整流多孔板４６ａ，４６ｂで乾燥風の圧力を均一にして乾燥風の風向及び風速を安定させ、第３段階である各吹き出し多孔板で乾燥風を一定の風向で吹き付ける、３段階の給気を順番を変えずに行うことにより、極めて安定した乾燥風を走行するウェブ１６の塗布膜面に対して均一に吹き付けることができるので、風ムラの発生を低減した効果的な乾燥を行うことができる。
【００４６】
本発明の実施の形態である乾燥装置２０では、上述した３つの要因に対処するために、乾燥条件等を維持する新たな装置及び部材を特に設ける必要がないので、設備コスト及びランニングコストをかけずに風ムラの発生を極めて効果的に抑えることができる。
【００４７】
尚、上述した本発明の実施の形態である乾燥装置２０において、部材及び装置の大きさ、形状、配置等は特に限定するものではない。乾燥装置２０において２つの乾燥ボックス３０ａ，３０ｂを設けたが、１つ又は３つ以上設けてもよい。各整流多孔板４６ａ，４６ｂ及び各吹き出し多孔板４８ａ，４８ｂは、特に金網状のスリットに限定するものではなく、機能を満たすのであれば多数の孔が開いた板材でもよい。本発明の実施の形態では塗布乾燥ライン１０全体がクリーンルーム５の内部に設置されているが、特に限定するものではない。乾燥装置２０のみをクリーンルーム５内に設置してもよい。
【００４８】
乾燥装置２０では、給気部３６ａ，３６ｂ及び排気部３８ａ，３８ｂの構成や、障害物による乾燥風の乱れを抑制する構成を全て含む態様で説明したが、これらを個々に設けてもよい。
【００４９】
又、上述した塗布乾燥ライン１０は、塗布膜の乾燥に限定されるものではなく、塗布膜一般の乾燥に適用できる。
【００５０】
更に、本発明において、塗布に用いられる塗布液の溶媒は揮発性の有機溶剤を用いる系、とりわけ、乾燥速度の速い溶剤を用いる系の場合に効果的であるが、これに限定されるものではない。水溶性の溶媒に対して用いてもよい。
【００５１】
【実施例】
以下、実施例を用いた各試験により本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００５２】
試験１は、上述した本発明の実施の形態である塗布乾燥ライン１０で塗布膜の乾燥を行ったもので、本発明の風ムラ防止対策である▲１▼排気多孔板５０ａ，５０ｂ、▲２▼乾燥ボックス３０ａ、３０ｂの間の連結部４０で連続吹き出しを行う連結部材４１、▲３▼ウェブの周辺２００ｍｍ以内に障害物を設けない構造、▲４▼給気部３６ａ，３６ｂの構造、の全てを備えた乾燥装置２０を用いた。
【００５３】
試験２は、試験１から▲１▼の排気多孔板５０ａ，５０ｂを除いた乾燥装置２０を用いた。
【００５４】
試験３は、試験１から▲２▼の連結部材４１を除いた場合であり、連結部材４１を除去して各乾燥ボックス３０ａ，３０ｂの間に段差がある乾燥装置２０を用いた。
【００５５】
試験４は、▲３▼のウェブの周辺２００ｍｍ以内に障害物を設けない構造を除いた場合であり、ウェブ１６の塗布膜面の周囲２００ｍｍ以内に突起や段差などの障害物のある乾燥装置２０を用いた。
【００５６】
表１は試験１〜４における塗布膜の乾燥結果を示している。尚、表に示される％はウェブ１６の塗布膜面の全体における膜厚分布不均一の発生した面積の割合である。
【００５７】
【表１】

表１から分かるように、排気を均等に行って、走行するウェブ周辺２００ｍｍ以内に障害物がなく、連結部４０に無風空間を形成しない、即ち本発明を全て用いた試験１では、膜厚分布不均一の発生率が３％未満という極めて低い結果であり、塗布面の良好な乾燥を行うことができた。
【００５８】
これに対し、試験２の排気多孔板５０ａ，５０ｂを除いた場合には、膜厚分布不均一の発生率が５〜１０％であり、試験３の連結部構造を除いた場合、及び試験４のウェブ１６の周辺２００ｍｍ以内に障害物を設けない構造を除いた場合には膜厚分布不均一の発生率が１０％以上になった。
【００５９】
この結果から分かるように、連結部構造及びウェブの周辺２００ｍｍ以内に障害物を設けない構造は、風ムラの防止対策として大きな比重を占めている。従って、走行するウェブと同じ風向き及び速度で流れる乾燥風を基準乾燥風として、ウェブの塗布膜面に沿って流れる乾燥風の流れをＸ成分、Ｙ成分の２成分に分解すると共に、基準乾燥風の風速を１００％としたときに、Ｘ成分又はＹ成分の風速と、基準乾燥風の風速との差が１００％以内、望ましくは５０％以内になるように乾燥を行うには、連結部材４１及びウェブ１６の周辺２００ｍｍ以内に障害物を設けない構造を少なくとも実施することが好ましく、排気多孔板５０ａ，５０ｂや給気部３６ａ，３６ｂの構造を実施すれば更に好ましい。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の塗布膜の乾燥方法及び乾燥装置によれば、乾燥工程での排気を均一に行うことにより、乾燥風の排気の集中による乾燥風の風向及び風速の乱れを最小限に抑えることができる。又、走行するウェブの周囲２００ｍｍ以内に突起や段差等の障害物をなくし、連結部においても乾燥風を吹き付けることにより、乾燥工程ウェブ塗布膜面上での乾燥風の風向及び風速の乱れを防止することができる。
【００６１】
これにより、走行するウェブと同一の方向及び速度で流れる乾燥風を基準乾燥風として、塗布膜面上を沿って流れる乾燥風の流れをＸ成分、Ｙ成分の２成分に分解すると共に、基準乾燥風の風速を１００％としたときに、Ｘ成分又はＹ成分の風速と、基準乾燥風の風速との差が１００％以内、望ましくは５０％以内になるように、ウェブの塗布膜面に沿って流れる乾燥風を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の乾燥装置を用いた塗布乾燥ラインの概略構成図
【図２】本発明の実施の形態の乾燥装置における連結部の概略断面図
【図３】本発明の実施の形態の乾燥装置を入口方向から見た概略断面図
【図４】ウェブに吹き付けられる乾燥風の理想的な流れを説明する説明図
【図５】従来の排気方法による乾燥風の流れを示す説明図
【図６】従来の乾燥装置内に障害物が存在する場合の乾燥風の流れを示す説明図
【符号の説明】
５…クリーンルーム、１０…塗布乾燥ライン、１２…送出機、１４…巻取機、１６…ウェブ、１８…塗布装置、２０…乾燥装置、２２…サクションローラ、２４…コーティングローラ、２６…塗布ヘッド、３０ａ…第１の乾燥ボックス、３０ｂ…第２の乾燥ボックス、３２…ウェブ入口部、３２Ａ…通風用開口、３２Ｂ…ウェブ走行用開口、３２Ｃ…ガイド部材、３２Ｄ…ウェブ走行ボックス、３４…ウェブ出口部、３６ａ…第１の給気部、３６ｂ…第２の給気部、３８ａ…第１の排気部、３８ｂ…第２の排気部、４０…連結部、４２ａ…第１の加熱器、４２ｂ…第２の加熱器、４４ａ…第１の高機能フィルタ、４４ｂ…第２の高機能フィルタ、４６ａ…第１の整流多孔板、４６ｂ…第２の整流多孔板、４８ａ…第１の吹き出し多孔板、４８ｂ…第２の吹き出し多孔板、５０ａ…第１の排気多孔板、５０ｂ…第２の排気多孔板、５２ａ…第１の排気口、５２ｂ…第２の排気口、５４…搬送ローラ、５６…排気口、５８…突起、６０…段差

Claims

連続走行する帯状のウェブの表面に塗布液を塗布して塗布膜を形成した後、前記ウェブを乾燥装置を通過させながら給気部から塗布膜面に乾燥風を吹き付けて該塗布膜を乾燥すると共に、吹き付けた乾燥風を、前記ウェブを挟んで前記給気部の反対側に設けられた排気部から乾燥装置外に排気する塗布膜の乾燥装置において、
前記乾燥装置を乾燥条件の異なる複数の乾燥ボックスに分割すると共に、分割された乾燥ボックス同士の連結部は、給気部のウェブ側の面と同一面に形成されると共に、この連結部には乾燥風で塗布膜面に吹き付ける流路が形成されたことを特徴とする塗布膜の乾燥装置。
前記乾燥装置の内部は、該乾燥装置内を走行するウェブの周辺２００ｍｍ以内に前記給気部から吹き出された乾燥風の乱れを発生させる障害物を設けない構造に形成されることを特徴とする請求項１に記載の塗布膜の乾燥装置。
前記給気部は、乾燥風の吹き出し上流側から順に、乾燥風を濾過するフィルタ、乾燥風の圧力分布を均一化する整流多孔板、乾燥風を前記塗布膜面に均一に吹き出す吹き出し量を均一化する吹き出し多孔板の３層構造に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の塗布膜の乾燥装置。
前記整流多孔板の開口率は１０％以下であることを特徴とする請求項３に記載の塗布膜の乾燥装置。
前記乾燥装置のウェブ入口部及び／又はウェブ出口部には、ウェブ走行用開口とは別の通風用開口を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１に記載の塗布膜の乾燥装置。