JP5435701B2 - スリットエアノズル - Google Patents

Description

本発明は、ワークのバタツキを防止して優れた乾燥処理効率を発揮するスリットエアノズルに関するものである。

例えば、プリント基板や液晶テレビ用パネル等の製造工程においては、ワークの洗浄処理、薬剤塗布処理、乾燥処理等が行われており、これらの処理工程の後に超純水による洗浄処理が行われている。そして、洗浄処理の後で超純水を乾燥させるのにスリットエアノズルを用い、噴出エアによってワークを乾燥処理する方法が用いられている。
ここでスリットエアノズルとは、２枚の板状体を貼り合わせ、この貼り合わせ部に形成した長手方向のスリット部をエア噴出口とするノズルをいい、従来からノズル本体に対し１条のスリットを設けたものが普通である（例えば、特許文献１を参照）。

一方、最近ではプリント基板や液晶テレビ用パネル等のワークのサイズは幅が２５００〜３０００ｍｍ程度と大型化し、また薄肉化する傾向にあるため、前記乾燥処理中において噴出エアの影響を受けワークが浮き上がってバタツキを発生させるという現象があり、これが乾燥効率を低下させる要因となっていた。

このようなワークの浮き上がりを防止するのに、ワークを押さえるための押さえローラの配置間隔を狭めることで対応していたが、ワークが大型で薄肉であり、かつワークの搬送速度も速くなってきているため、押さえローラ間におけるバタツキの発生が生じやすい傾向にあった。また、押さえローラの配置間隔を狭めるにも限界があって、ワークを確実に押さえることは難しいという問題点があった。

特許第３５４６４９号公報

そこで出願人は、前記乾燥処理用のスリットエアノズルとは別に、ワークの浮き上がりを防止するための押さえエア噴出用のスリットエアノズルを取り付けることで、前記バタツキの発生を防止することを考えたが、乾燥処理用と押さえエア噴出用の２種類のノズルを配置するのは、設備費用が高くなるとともに、装置が煩雑になり、また設置スペースも大きくなるという問題点があった。更には、限られたスペースであるため、押さえエア噴出用のスリットエアノズルを配置すると乾燥処理用のスリットエアノズルの設置数が制限されて、乾燥効率が低下するという問題点もあり、乾燥効率に優れており、しかもワークのバタツキを防止することができ、また設置スペースも小さくできる新規なスリットエアノズルの開発が望まれていた。

本発明は上記のような問題点を解決して、ワークのバタツキを防止して優れた乾燥処理効率を発揮することができ、更にはノズル形状を小型化して設置スペースを小さくし、また設備費用も安価なものとすることができるスリットエアノズルを提供することを目的として完成されたものである。

上記課題を解決するためになされた本発明のスリットエアノズルは、積層された３枚の板状体の隙間に長手方向に延びる２条のスリットをワークの進行方向に対し前後２列に形成するとともに、後方側に位置するスリットをワークの進行に対向して乾燥エアを斜めに向け噴出する乾燥エア噴出口とし、一方、前方側に位置するスリットをワークに向けほぼ垂直に押さえエアを兼ねた補助乾燥エアを噴出する補助乾燥エア噴出口とし、前記２つのスリットにそれぞれエア供給管を配したことを特徴とするものである。

また、乾燥エア噴出口のエア噴出角度を、ワークの垂直方向に対して後方側へ１０〜５０°傾斜させたものが好ましく、これを請求項２に係る発明とする。

本発明では、一つのノズルに２条のスリットを形成し、一方を乾燥エア噴出口、他方を押さえエアを兼ねた補助乾燥エアを噴出する補助乾燥エア噴出口としたので、ワークのバタツキを確実に防止して優れた乾燥処理効率を発揮することができるうえ、２条のスリットの間隔を狭くできるのでワークのバタツキ防止効果が高く、また設置スペースも小さくて乾燥ラインをコンパクトで安価なものとすることができる。

請求項２に係る発明では、乾燥エア噴出口のエア噴出角度を、ワークの垂直方向に対して後方側へ１０〜５０°傾斜させたものとしたので、ワーク上の水滴を一方向に向けてスムーズに吹き飛ばすことができ、また排水を片側のみで行えるので装置をシンプルなものとすることができる。

本発明のノズルを用いた乾燥処理工程を示す説明図である。 本発明の実施の形態を示す要部の断面図である。 本発明の実施の形態を示す全体斜視図である。

以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図１において、２０は乾燥処理されるプリント基板や液晶テレビ用パネル等の、幅が約２５００〜３０００ｍｍｍｍ程度で、厚みが０．４〜２．０ｍｍ程度の薄肉のワークであり、図示のものでは白抜きの矢印で示される方向に進行するように、左から右に向けて搬送されている。１０は所定間隔で配置してあるワーク２０を押さえるための押さえローラ、１１はワーク２０を搬送するための搬送ローラである。図示のものでは、押さえローラ１０と搬送ローラ１１とが上下一対に配置してあるが、必ずしも一対にする必要はなく、また押さえローラ１０が存在しない場合もある。

また前後に位置する押さえローラ１０、１０間には、ワーク２０を乾燥するためのスリットエアノズル１が配置されている。また、スリットエアノズル１は前記薄肉のワーク２０を上下から挟むように一対配置されている。
このスリットエアノズル１は、図２〜図３に示すように、積層された３枚の板状体２ａ、２ｂ、２ｃの隙間に長手方向に延びる２条のスリット３、４をワーク２０の進行方向に対し前後２列に形成したものである。即ち、ノズル本体に対し２条のスリット３、４を配置した構造となっている。
なお、前記板状体の材質は、ステンレス鋼、チタン、アルミニウム等の金属の他、セラミックスや硬質樹脂などを用途に応じて適宜選択することができる。

前記２条のスリットのうち、後方側に位置するスリット３は、ワーク２０の進行に対向して乾燥エアを斜めに向け噴出する乾燥エア噴出口とされており、一方、前方側に位置するスリット４は、ワーク２０に向けほぼ垂直に押さえエアを兼ねた補助乾燥エアを噴出する補助乾燥エア噴出口とされている。
乾燥エアを斜めに噴射すると乾燥効率が高くなることは知られているが、本発明者は研究により、噴射エアの方向を大きく傾けるほどエア衝突力の垂直方向成分が小さくなって、ワークを押さえる力が弱くなり、逆に、ワーク表面に発生する負圧が大きくなってワークに作用する浮力が大きくなり（ベルヌーイ効果）、前記浮力が垂直方向成分より大きくなったときにワークが浮き上がることを確認した。そして、この現象は非定常状態であり、上下ノズルで異なったタイミングで発生するため、ワークのバタツキとなる。
そこで、ワークに向けほぼ垂直に押さえエアを兼ねた補助乾燥エアを噴出する補助乾燥エア噴出口としたスリットを導入することで、前記浮力を上回る押さえ力を容易に得ることができワークのバタツキ防止を図った。また、２条のスリットの噴射口が近いことで噴射エア衝突力の垂直方向成分を有効に利用することができ、エアの使用量を低減することができる。
このように、２条のスリット３、４を配置した構造とすることにより、１個のノズルによってワークの乾燥処理と、ワークの浮き上がり防止を同時に行うことができるという効果を奏し、また従来のように別々に２個のノズルを配置したのに比べて小さなスペースで配置が可能となる。

また、図２に示されるように、スリットエアノズルの内部には各スリット３、４に通じるエア溜まり部５ａ、５ｂが形成されており、エア供給管（図示せず）から供給されたエアがエア溜まり部５ａ、５ｂに導入された後、スリット３、４から所定の流量でエアの噴出が行われるよう構成されている。
前記エア供給管は、例えばノズル上面に接続した１本のエア供給管がノズル内部で分岐されて各エア溜まり部５ａ、５ｂに通じているタイプとするが、その他、独立したエア供給管が各エア溜まり部５ａ、５ｂに連結されているタイプでもよい。エア流量については、ワーク２０の幅や搬送速度等を参考に過去の実績データに基づき経験的に設定することになるが、ノズル先端とワークとの距離は僅かに２〜３ｍｍであるため、バタツキが発生した時点で即座に流量変更し、次の安定した条件を追及することとなる。

なお、本発明のスリットエアノズルは、図３に示すように、幅が３５００ｍｍ以下で、高さが５０〜１００ｍｍ、厚みが３０〜５０ｍｍと薄くて細長いものである。また、前記スリット３、４の開口部の幅は約０．１ｍｍ程度と極めて狭いものである。更に、このスリット３とスリット４の間隔は１５〜２０ｍｍと極めて近接した位置に配置されており、ワーク２０に対し乾燥エアが噴出されると、その直後で押さえエアを兼ねた補助乾燥エアが噴出されることにより、ワーク２０のバタツキの発生を抑制している。
なお、スリットエアノズル１の先端とワーク２０との距離は僅かに２〜３ｍｍであるが、上記のように極めて近接した位置から乾燥エアと、押さえエアを兼ねた補助乾燥エアを噴出することで、ワーク２０のバタツキをしっかりと防止することができる。

また、前記スリット３から噴出する乾燥エアは、ワークの進行に対向して斜めに向けて噴出されるものであり、このエア噴出角度は、ワーク２０の垂直方向に対して後方側へ１０〜５０°傾斜させたものとなっている。
これは、斜めに噴出することでワーク上の水滴を一方向に向けてスムーズに吹き飛ばすことができて効率的な乾燥処理を行うことができ、また排水を片側のみで行えるので装置をよりシンプルなものとすることができるからである。傾斜角度が１０°未満では水滴を一方向に向けて吹き飛ばすことが難しくなり、一方、５０°より大きいとエアがワークに沿って流れてしまい乾燥効率が低下するので、１０〜５０°の範囲が好ましい。

図１に示すスリットエアノズル（幅２８５０ｍｍ、高さ７０ｍｍ、厚み３４ｍｍ）を用いて、液晶テレビ用パネル（幅２３００ｍｍ）の乾燥処理を行った。エアの供給量は、乾燥エア：３０００ＮＬ／ｍｉｎ、補助乾燥エア：１５００ＮＬ／ｍｉｎ、乾燥エア噴出口のエア噴出角度は４０°、ワークの搬送速度は１２ｍ／ｓとした。バタツキは全く発生せず、良好に乾燥処理ができた。搬送速度を徐々に上げ、その他は同一条件として乾燥処理を行った結果、２１ｍ／ｓまで搬送速度を高めてもバタツキは全く発生せず、良好に乾燥処理できることが確認できた。
押さえエア噴出口のない従来タイプの１条のスリットエアノズルでは、ワークの最大搬送速度が１２ｍ／ｓであったので、これに比べると本発明では７５％の速度アップが可能であり、乾燥効率としては７５％向上することが確認できた。

１ スリットエアノズル
２ａ 板状体
２ｂ 板状体
２ｃ 板状体
３ スリット
４ スリット
５ａ エア溜まり部
５ｂ エア溜まり部
１０ 押さえローラ
１１ 搬送ローラ
２０ ワーク

Claims (2)

1. 積層された３枚の板状体の隙間に長手方向に延びる２条のスリットをワークの進行方向に対し前後２列に形成するとともに、後方側に位置するスリットをワークの進行に対向して乾燥エアを斜めに向け噴出する乾燥エア噴出口とし、一方、前方側に位置するスリットをワークに向けほぼ垂直に押さえエアを兼ねた補助乾燥エアを噴出する補助乾燥エア噴出口とし、前記２つのスリットにそれぞれエア供給管を配したことを特徴とするスリットエアノズル。
2. 乾燥エア噴出口のエア噴出角度を、ワークの垂直方向に対して後方側へ１０〜５０°傾斜させたことを特徴とする請求項１に記載のスリットエアノズル。

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