JP6147545B2 - 熱処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、基材の熱処理装置に関するものである。

従来より、フィルム、金属箔、布帛などの長尺状の基材を熱処理（乾燥を含む）するための熱処理装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。この熱処理装置は、熱処理室内部の水平方向の走行路の上下に沿ってノズルが千鳥状に複数配され、この熱処理室内に搬入された基材を、上下ノズルから吹き出した熱風によって熱処理を行なう。

特開２０１１−１０６７７２号公報 特開２０１２−５０９５４号公報

上記のような熱処理装置には、基材を支持せずフローティング状態で走行させ熱処理を行なうフローティング方式と、基材を支持ロールで支持しつつ走行させ熱処理を行なうロールサポート方式とがある。このフローティング方式とロールサポート方式の選択は、基材の性状や適性、又は、塗工液の特性や状態によって選択される。

しかし、従来、１つの熱処理室で、このフローティング方式とロールサポート方式とを選択して実施することは困難であった。その理由は、熱処理室内にロールサポート方式を実施するための支持ロールを取り付けると、フローティング方式を実施する場合にこの支持ロールが障害になったり、また、両方式では下ノズルが異なるからである。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、フローティング方式とロールサポート方式とのどちらも選択できる熱処理装置を提供することを目的とする。

本発明は、前後方向に走行する基材が搬入される搬入口と、前記基材が搬出される搬出口とを有する熱処理室と、前記熱処理室内部における前記基材の走行路の上方で、かつ、前後方向に沿って設けられた熱風を吹き出す複数の上ノズルと、前記走行路の下方で、かつ、前後方向に沿って設けられた熱風を吹き出す複数の下ノズルと、前記各下ノズルに前記熱風を供給するための下ダクトと、隣接する前記下ノズルの間に回動自在にそれぞれ配され、前記基材を支持する支持ロールと、前記熱処理室の前記搬入口の前方に設けられ、前記基材を支持する前支持ロールと、前記熱処理室の前記搬出口の後方に設けられ、前記基材を支持する後支持ロールと、を有する熱処理装置において、前記前支持ロールと前記後支持ロールとを上下動させる上下動手段を有し、前記下ノズルは、第１下ノズルと第２下ノズルとの少なくとも２種類からなり、前記第１下ノズルと前記第２下ノズルとは、前記下ダクトに対し着脱自在であり、前記第２下ノズルは、前記下ダクトの上面に取り付けた場合に前記支持ロールと同じ高さに設置できる高さを有し、
前記第１下ノズルは、前記第２下ノズルより高い高さを有し、前記上下動手段は、前記前支持ロールと前記後支持ロールとを前記第１下ノズルと前記第２下ノズルの高さに合わせてそれぞれ上下動させる、熱処理装置である。

本発明によれば、第１下ノズルと第２下ノズルを取り替えるだけで、１つの熱処理室で２種類の熱処理を行なうことができる。

本発明の一実施形態の熱処理装置の右側から見た縦断面図であって、フローティング方式の下ノズルを取り付けた状態である。 同じく前方から見た熱処理装置の縦断面図である。 熱処理装置の右側図である。 上方から見た熱処理装置の縦断面図である。 フローティング方式の第１ノズルを取り付けようとしている状態の前方から見た縦断面図である。 フローティング方式の第１ノズルの拡大図である。 ロールサポート方式の第２ノズルを取り付けた状態の右側から見た縦断面図である。 ロールサポート方式の第２ノズルの拡大図である。

以下、本発明の一実施形態の熱処理装置１０について図１〜図８に基づいて説明する。この熱処理装置１０によって熱処理させる基材Ｗは、例えば、フィルム、紙、布帛、金属箔である。

本実施形態では、熱処理装置１０の熱処理室１２に、第１下ノズル２０と第２下ノズル２１を入れ替えることにより、フローティング方式とロールサポート方式の両方を実施する。まず、第１下ノズル（フローティング方式の下ノズル）２０を取り付けて、フローティング方式を実施する場合の熱処理装置１０について説明する。

（１）フローティング方式の熱処理装置１０の構造
フローティング方式の熱処理装置１０の構造について図１〜図４に基づいて説明する。

図１に示すように、断熱構造を有する熱処理室１２の前面には、基材Ｗの搬入口２４が開口し、後面には基材Ｗの搬出口２６が開口している。また、図２、図３に示すように、熱処理室１２の右側面にはノズル取り付け口２８が開口し、扉３０によって開閉自在である。

熱処理室１２の走行路の上方には、前後方向に沿って上ダクト１４が配置され、走行路の下方には下ダクト１６が配置されている。上ダクト１４の下面には、上ノズル１８が所定間隔毎に前後方向に沿って複数取り付けられている。下ダクト１６の上面には、前後方向で、かつ、上ノズル１８と千鳥状になるように複数の第１下ノズル２０が取り付けられている。なお、第１下ノズル２０は、フローティング方式専用である。この上ノズル１８、第１下ノズル２０については後から詳しく説明する。

支持ロール２２が、隣合う第１下ノズル２０，２０の間に配置されている。この支持ロール２２については後から詳しく説明する。なお、支持ロール２２は、フローティング方式では使用しない。

熱処理室１２の左側面後部には送風ダクト３６が縦方向に設けられ、送風ダクト３６の上部にはファン３２が設けられ、ファン３２の下部にはヒータを有した加熱部３４が設けられている。この送風ダクト３６の上部には、上ダクト１４に熱風を送るための上接続ダクト３８が接続され、送風ダクト３６の下部には下ダクト１６に熱風を送る下接続ダクト４０が接続されている。なお、熱処理室１２には、不図示の排出口も設けられている。

熱処理室１２の前面にある搬入口２４の上下には、上スライド板２４１と下スライド板２４２がスライド自在に設けられ、それぞれを上下動させることにより、搬入口２４の上下方向の位置を調整できる。搬出口２６にも同様に、上スライド板２６１と下スライド板２６２がスライド自在に設けられている。

熱処理室１２の搬入口２４の前方には、前支持ロール４２が回動自在に取り付けられ、搬出口２６の後方には後支持ロール４４が回動自在に取り付けられている。この前支持ロール４２と後支持ロール４４についても後から詳しく説明する。

（２）上ノズル１８
上ノズル１８の構造について図２、図６に基づいて説明する。

上ダクト１４の下面には、所定間隔毎に熱風の出口である風出口１４１が幅方向に開口している。上ノズル１８は、直方体を成し、その上面には風入口１８１が開口し、上ダクト１４の風出口１４１と風入口１８１とが合致するように、上ダクト１４の下面に着脱自在に取り付けられている。また、上ノズル２０の下面の前後部には、幅方向（基材Ｗの幅方向）に沿ってスリット状の熱風の吹き出し口１８２，１８２がそれぞれ開口している。

上ノズル１８内には、幅方向に沿って熱風の案内部材１８３が設けられ、風入口１８１から侵入した熱風を分割され、各吹き出し口１８２，１８２に案内する。

この上ノズル１８の幅方向の寸法は、熱処理する基材Ｗの幅よりも大きく設定されている。また、上ノズル１８の幅は、上ダクト１４の幅とほぼ同じ寸法である。なお、上ノズル１８の幅は、上ダクト１４の幅より大きくしてもよい。

（３）フローティング方式の第１下ノズル２０
次に、第１下ノズル２０の構造について図２、図５、図６に基づいて説明する。

図２と図６に示すように、下ダクト１６の上面には、所定間隔毎に熱風の出口である風出口１５１が幅方向に開口している。第１下ノズル２０は、直方体であり、下面に風入口１９１が開口し、下ダクト１６の風出口１５１と風入口１９１とが合致するように、下ダクト１６の上面に第１下ノズル２０が着脱自在に取り付けられる。また、第１下ノズル２０の上面にはスリット状の熱風の吹き出し口１９２，１９２が平行に２本開口している。第１下ノズル２０内には、案内部材１９３が設けられ、風入口１９１から侵入した熱風がこの案内部材１９３によって分割され、吹き出し口１９２，１９２に案内する。第１下ノズル２０の幅は、上ノズル１８と同じ幅であり、また、下ダクト１６と同じ幅に設定されている。さらに、上ノズル１８と第１下ノズル２０とは、千鳥状になるように設置されている。この第１下ノズル２０の高さ方向の寸法をｈ１とする。第１下ノズル２０の高さｈ１は、支持ロール２２の高さｈ３（但し、ｈ１＞ｈ３である）よりも高く設計されている。

図５に示すように、第１下ノズル２０の左側面には突部１９４が突出し、熱処理室１２の左側面内側にはこの突部１９４と対応する凹部１９５が設けられている。また、下ダクト１６の右側面であって、第１下ノズル２０が取り付けられる位置には、第１下ノズル２０の右側面を固定するための固定部材１５２が設けられている。詳しくは、固定部材１５２は係合爪１９６と係合突部１５４よりなり、第１下ノズル２０の右側面に係合爪１９６が回動自在に設けられ、下ダクト１６の右側面に設けられた係合突部１５４が、この回動した係合爪１９６に係合する。これにより、第１下ノズル２０の左側面は突部１９４が熱処理室１２の左側面内側に設けられた凹部１９５に挿入され、右側面にある固定部材１５２の係合爪１９６が係合突部１５４と係合することにより、下ダクト１６に第１下ノズル２０が固定される。これによって第１下ノズル２０の風入口１９１が、下ダクト１６の風出口１５１に対応して固定される。

（４）支持ロール２２
次に、支持ロール２２について図２、図４、図６に基づいて説明する。

支持ロール２２は金属ロールであって、図２、図４に示すように右側の回動軸は、下ダクト１６から上方に突出した支持部１５５に回動自在に取り付けられ、支持ロール２２の左側の回動軸は、熱処理室１２の左側面を貫通し、熱処理室１２の左側面外方に設けられたプーリ１５６に軸支されている。

図４に示すように、各支持ロール２２に対応したプーリ１５６は、ベルト１５７によって駆動プーリ１５８に取り付けられている。駆動プーリ１５８にはモータ１６０が接続され、モータ１６０が回動することによって駆動プーリ１５８が回動し、ベルト１５７によって全てのプーリ１５６に駆動伝達され、全ての支持ロール２２が同じ回動速度で回動する。

（５）前支持ロール４２と後支持ロール４４
次に、前支持ロール４２と後支持ロール４４の構造について図１に基づいて説明する。

前支持ロール４２は、上記したように搬入口２４の前方に設置され、左右一対の支持脚４２１，４２１に回動自在に支持されている。左右一対の支持脚４２１，４２１は、エアーシリンダ４４２によって上下動自在となっている。また、前支持ロール４２は、不図示のモータによって駆動する。

後支持ロール４４は、上記したように搬入口２６の後方に設置され、左右一対の支持脚４４１，４４１に回動自在に支持されている。左右一対の支持脚４４１，４４１は、エアーシリンダ４４２によって上下動自在となっている。また、後支持ロール４４は、不図示のモータによって回動する。

（６）フローティング方式の第１下ノズル２０の設置作業
フローティング方式の第１下ノズル２０の設置作業について説明する。

まず、作業者は、図２に示すように、熱処理室１２の右側面にある扉３０を開けて、ノズル取り付け口２８を開口する。

次に、作業者は、図５に示すように、１本の第１下ノズル２０を持って、ノズル取り付け口２８から、熱処理室１２内に挿入する。この場合に、第１下ノズル２０の左側面から突出した突部１９４を熱処理室１２の左側面内側に設けられている凹部１９５に係合する。これによって、下ダクト１６の風出口１５１と第１下ノズル２０の風入口１９１の位置が合致する。

次に、作業者は、図５に示すように、第１下ノズル２０の右側面にある係合爪１９６を回動して、下ダクト１６に設けられている係合突部１５４に係合させることにより、第１下ノズル２０を下ダクト１６に固定する。

次に、作業者は、図４に示すように、他の第１下ノズル２０も上記と同様にして下ダクト１６に順番に取り付けていく。

次に、作業者は、全ての第１下ノズル２０の取り付けが終わると、扉３０を閉めてノズル取り付け口２８を閉塞する。このように、フローティング方式の第１下ノズル２０を取り付けると、この第１下ノズル２０高さがｈ１であり、図６に示すように上ノズル１８に接近する高さを有しているため、基材Ｗの走行路が上方に移動する、
次に、作業者は、搬入口２４に関し、基材Ｗの走行路に併せて上スライド板２４１を上方にずらし、下スライド板２４２も上方にずらす。これにより、搬入口２４に搬入される基材Ｗと搬入口２４の縁部との距離を最小限にして、熱風が熱処理室１２外に排出されるのを防止できる。

次に、作業者は、搬出口２６においても同様に、上スライド板２６１と下スライド板２６２をそれぞれ上方にずらし、上方に移動した走行路に一致させる。

最後に、作業者は、エアーシリンダ４２２及びエアーシリンダ４４２によって、前支持ロール４２と後支持ロール４４とを上方に移動させ、上方に移動した走行路に一致させる。

フローティング方式の第１下ノズル２０を取り付けると、この第１下ノズル２０の高さがｈ１であり、図６に示すように上ノズル１８に接近する高さを有しているため、基材Ｗの走行路が上方に移動し、上ノズル１８と第１下ノズル２０との間が狭くなり、走行する基材Ｗがフローティングできる。

（７）フローティング方式の熱処理装置１０の動作状態
次に、フローティング方式の熱処理装置１０の動作状態について説明する。

基材Ｗの上面に塗工液が塗工された基材Ｗは、前支持ロール４２を通過し搬入口２４から熱処理室１２内に搬入される。なお、前支持ロール４２と後支持ロール４４とは不図示のモータにより駆動させ、この回動速度は、搬送される基材Ｗの走行速度と合致させる。

熱処理室１２内において基材Ｗは、図１、図６に示すようにフローティング状態で正弦波のように波打ち、上下から熱風が吹き付けられ熱処理される。このときに、第１下ノズル２０の高さｈ１が、支持ロール２２の高さｈ３よりも高く設計されているため、基材Ｗが支持ロールに触れない。

熱処理された基材Ｗは、搬出口２６から搬出され、後支持ロール４４を通過して、不図示の巻取り装置などに搬送される。

（８）フローティング方式の熱処理装置１０の効果
これにより、熱処理室１２を用いて、フローティング方式によって基材Ｗを熱処理できる。この場合に、前支持ロール４２と後支持ロール４４を上方に移動させ、熱処理室１２内部の上方に移動した走行路に併せて基材Ｗを搬入及び搬出できる。

また、搬入及び搬出される基材Ｗの位置に対応して、上スライド板２４１、下スライド板２４２及び上スライド板２６１、下スライド板２６２を上下動させることにより、搬入口２４と搬出口２６とを上下動させ、最も良い位置に開口させることができる。

また、搬入口２４と搬出口２６が基材Ｗの走行路にあわせて上がるため、搬入口２４と搬出口２６から熱風が排出されない。

また、フローティング方式の第１下ノズル２０を、ノズル取り付け口２８から挿入して下ダクト１６に簡単に取り付けできる。

また、第１下ノズル２０の高さｈ１は、支持ロール２２の高さｈ３よりも高く設計されているため、フローティング方式で搬送されている基材Ｗが、支持ロール２２に接触したり干渉しない。

（９）ロールサポート方式の熱処理装置１０の構造
次に、第２下ノズル（ロールサポート方式の下ノズル）２１を取り付けて、ロールサポート方式を実施する場合の熱処理装置１０について図７と図８に基づいて説明する。なお、第２下ノズル２１以外の構造は、上記で説明した構造と同様である。

ロールサポート方式の第２下ノズル２１は、図７に示すように直方体状であり、下面に熱風の風入口２１１が開口している。また、上面の前部には、スリット状の熱風の吹き出し口２１２が開口し、この吹き出し口２１２は斜め後方に熱風が吹き出る形状となっている。また、この第２下ノズル２１の上端部後部にはウイング２１３が延設され、吹き出し口２１２から吹き出された熱風が、基材Ｗとこのウイング２１３との間を流れることにより吸着効果が生まれ、駆動する支持ロール２２によるロールサポートを確実にさせることができる。

第２下ノズル２１の高さｈ２は、支持ロール２２の高さｈ３とはほぼ同じ高さに設計されている。

第２下ノズル２１の左側面にも突部１９４が突出し、熱処理室１２の左側面内側に設けられた凹部１９５に係合する。また、第２下ノズル２１の右側面には固定部材１５２の係合爪１９６が回動自在に設けられ、下ダクト１６に設けられている係合突部１５４と係合する。

（１０）ロールサポート方式の第２下ノズル２１の設置作業
ロールサポート方式の第２下ノズル２１の設置作業について説明する。

まず、作業者は、扉３０を開けてノズル取り付け口２８を開口する。

次に、作業者は、既に取り付けられているフローティング方式の第１下ノズル２０を全て取り外す。この場合に、作業者は、第１下ノズル２０の係合爪１９６と下ダクト１６にある係合突部１５４との係合を解除することにより、横方向から簡単に第１下ノズル２０を取り外すことができる。

次に、作業者は、第１下ノズル２０を取り付けるのと同じ作業によって、第２下ノズル２１を順番に下ダクト１６に取り付ける。この場合に、第２下ノズル２１の高さｈ２と、支持ロール２２の高さｈ３とはほぼ同じ高さに設定されている。詳しくは、支持ロール２２の上面の高さｈ３が、第２下ノズル２１の高さｈ２よりも若干高く設定されている。この高さの違いは、熱風が流れる空間を考慮したものである。すなわち、ｈ１＞ｈ２＞ｈ２である。高さの低い第２下ノズル２１を取り付けると、フローティング方式の第１下ノズル２０を取り付けた状態より基材Ｗの走行路が下方に移動する。

以上のようにして、作業者は、第２下ノズル２１の組み立てが完了する。

（１１）ロールサポート方式の熱処理装置１０の動作状態
次に、ロールサポート方式の熱処理装置１０の動作状態について説明する。

前支持ロール４２、後支持ロール４４をエアーシリンダ４２１，４４１によって下方に移動させる。また、上スライド板２４１と下スライド板２４２及び上スライド板２６１と下スライド板２６２を下方にスライドさせることにより、搬入口２４と搬出口２６の高さを下方に移動させる。これらは、ロールサポート方式においては、図７に示すように、第２下ノズル２１の高さが低くなった分だけ、基材Ｗの走行路が下方に移動するからである。すなわち、前支持ロール４２、後支持ロール４４、搬入口２４、搬出口２６の高さは、支持ロール２２の高さに併せて下方に移動させる。

前支持ロール４２、後支持ロール４４及び支持ロール２２を、それぞれ基材Ｗの走行速度と同じ回動速度で回動させる。

上面に塗工液が塗工された基材Ｗが、前支持ロール４２を通過し搬入口２４から熱処理室１２内に搬入され、支持ロール２２で支持されながら上方及び下方から熱風が当てられ熱処理が行なわれる。

基材Ｗは、搬出口２６から搬出され、後支持ロール４４を通過し、巻取り装置などに搬送される。

（１２）ロールサポート方式の熱処理装置１０の効果
以上により、フローティング方式の第１下ノズル２０に代えてロールサポート方式の第２下ノズル２１を取り付けることにより、基材Ｗの走行路が下方に移動し、支持ロール２２によって基材Ｗを支持できるので、一つの熱処理室１２でロールサポート方式も実施できる。

また、前支持ロール４２と後支持ロール４４を基材Ｗの走行路にあわせて下げるため、基材Ｗの走行路に併せて搬入及び搬出できる。

また、搬入口２４と搬出口２６も基材Ｗの走行路にあわせて下げるため、熱風が排出されない。

（１３）効果
以上により本実施形態の熱処理装置１０であると、フローティング方式の第１下ノズル２０とロールサポート方式の第２下ノズル２１を取り替えるだけで、１つの熱処理室１２で２種類の熱処理を行なうことができる。

（１４）変更例
上記実施形態では、ロールサポート方式において、上ノズル１８はフローティング方式のノズルと同じノズルを用いて説明したが、これに代えて、上ノズル１８も、パンチングから熱風が下方に吹き出るロールサポート方式専用のノズルに取り替えてもよい。

また、ロールサポート方式においては、上ノズル１８の吹き出し口１９２を風止板によって閉塞し、下方からの熱風のみによって基材Ｗを熱処理してもよい。

前支持ロール４２と後支持ロール４４とは、エアーシリンダ４２２、エアーシリンダ４４２で上下動させたが、これに代えて、モータで上下動させてもよい。

上記では本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ 熱処理装置
１２ 熱処理室
１４ 上ダクト
１６ 下ダクト
１８ 上ノズル
２０ 第１下ノズル
２１ 第２下ノズル
２２ 支持ロール
２４ 搬入口
２６ 搬出口
２８ ノズル取り付け口
３０ 扉
３２ ファン
３４ 加熱部
３６ 送風ダクト
３８ 上接続ダクト
４０ 下接続ダクト
４２ 前支持ロール
４４ 後支持ロール
４２２ エアーシリンダ
４４２ エアーシリンダ

Claims (7)

1. 前後方向に走行する基材が搬入される搬入口と、前記基材が搬出される搬出口とを有する熱処理室と、
   前記熱処理室内部における前記基材の走行路の上方で、かつ、前後方向に沿って設けられた熱風を吹き出す複数の上ノズルと、
   前記走行路の下方で、かつ、前後方向に沿って設けられた熱風を吹き出す複数の下ノズルと、
   前記各下ノズルに前記熱風を供給するための下ダクトと、
   隣合う前記下ノズルの間に回動自在にそれぞれ配され、前記基材を支持する支持ロールと、
   前記熱処理室の前記搬入口の前方に設けられ、前記基材を支持する前支持ロールと、
   前記熱処理室の前記搬出口の後方に設けられ、前記基材を支持する後支持ロールと、
   を有する熱処理装置において、
   前記前支持ロールと前記後支持ロールとを上下動させる上下動手段を有し、
   前記下ノズルは、第１下ノズルと第２下ノズルとの少なくとも２種類からなり、
   前記第１下ノズルと前記第２下ノズルとは、前記下ダクトに対し着脱自在であり、
   前記第２下ノズルは、前記下ダクトの上面に取り付けた場合に前記支持ロールと同じ高さに設置できる高さを有し、
   前記第１下ノズルは、前記第２下ノズルより高い高さを有し、
   前記上下動手段は、前記前支持ロールと前記後支持ロールとを前記第１下ノズルと前記第２下ノズルの高さに合わせてそれぞれ上下動させる、
   熱処理装置。
2. 前記第２下ノズルが、前記支持ロールで支持されて走行する前記基材の下面に熱風を後方に吹き出すノズルである、
   請求項１に記載の熱処理装置。
3. 前記第１下ノズルは、熱風を上方に吹き出すことにより前記上ノズルから下方に吹き出された熱風とによって前記基材をフローティング状態で走行させるノズルである、
   請求項１に記載の熱処理装置。
4. 前記前支持ロールと前記後支持ロールとが駆動ロールである、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の熱処理装置。
5. 前記支持ロールが駆動ロールである、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の熱処理装置。
6. 前記搬入口と前記搬出口が、前記前支持ロールと前記後支持ロールの高さに合わせて、上下動する、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の熱処理装置。
7. 前記下ダクトの上面に前記熱風の風出口が所定間隔毎に開口し、
   前記第１下ノズルと前記第２下ノズルの下面に前記熱風の風入口が開口し、
   前記熱処理室の一方の側面に、扉を有したノズル取り付け口が開口し、
   前記扉を開放して前記ノズル取り付け口から前記第１下ノズル又は前記第２下ノズルを前記熱処理室内部に左右方向に挿入し、前記風入口と前記風出口とが重なるように、前記第１下ノズル又は前記第２下ノズルを前記下ダクトの上面に固定する、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の熱処理装置。

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