JP6274661B2 - 乾燥装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウエブ状の基材に塗布された塗料を乾燥させるための乾燥装置に関するものである。

プラスチックフィルム等のウエブ状基材の表面に種々の機能を付与する方法の一つとして、溶液コーティングがよく知られている。溶液コーティングは、溶媒を含む塗料を基材表面に均一に塗布した後に、溶媒分を蒸発させて塗膜を形成するものである。溶液コーティング溶液に関連する主な装置としては、塗料を均一に塗布するための塗布装置と、溶媒分を迅速かつ均一に蒸発させるための乾燥装置があり、それぞれの要素技術開発が進められている。

特開２００２−３４０４７９号公報

乾燥装置に関しては、従来より熱風乾燥、赤外線ヒータ、ロール加熱が良く知られており、それぞれが長所・短所を有している。図４に示す熱風乾燥においては、加熱温度を一定にし易いという長所がある一方で、大きな容積が必要となり加熱効率が低いという短所がある。また、熱風を塗料に吹き付けることから、溶媒分の多い乾燥初期の段階においては、塗布膜表面に風紋が発生する懸念がある。この熱風乾燥の欠点を解消したものとして、図５に示す赤外線ヒータ９による乾燥がある。赤外線ヒータ９による乾燥では、図５のように基材２を直接加熱することから加熱効率は良く、塗膜表面に風紋が発生する懸念もない。ただし、赤外線輻射による基材２の直接加熱であるため、加熱温度を一定に制御することが難しい。また、図６に示すロール加熱による乾燥は、温度制御した加熱ロール１１を用いるため加熱温度は一定に制御され、基材２を加熱ロール１１に巻き付ければ、加熱効率も高くできる。しかし、図６のように加熱されると、基材が加熱ロール１１表面上で熱伸縮するため、加熱ロール１１表面との擦れにより基材表面にキズが発生する懸念がある。なお、特許文献１において、熱風乾燥と赤外線ヒータを組み合わせた例が示されているが、これは熱風乾燥の風速を下げ、その分の加熱能力を赤外線ヒータで補おうとしたものであり、塗布膜表面の風紋発生を抑える効果はあるものの加熱効率の改善を目的としたものではない。

本発明は、上記のような従来の乾燥装置においては困難であった、高い熱効率、加熱温度制御性を両立し、なおかつウエブ状基材および塗布膜の品質に悪影響を及ぼさない乾燥装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、溶媒を含む塗料が塗布されたウエブ状の基材を搬送しながら前記塗料を乾燥させる乾燥装置であって、基材保持用の複数のガイドロールと、複数のガイドロール毎に、前記基材と接触していない外周面に、赤外線を照射する赤外線照射装置を備え、赤外線を照射されたガイドロールが、基材の反塗膜面を加熱することを特徴とする乾燥装置である。

この装置では、複数のガイドロールがウエブ状の基材に接触するため、基材をロールに巻き付けなくとも、効率よく加熱することが出来る。また、ガイドロールは外部から加熱するため、ヒータを内臓する必要がなく、小径ロール化が可能で、ウエブ走行方向に多数配置することも可能になる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の乾燥装置であって、個々の赤外線照射手段の照射出力を制御する制御手段を備え、ガイドロールの表面温度を測定する温度測定手段を備え、個々のガイドロールの表面温度が所定の温度となるように、個々のガイドロールに対応する赤外線照射手段の照射出力を制御することを特徴とする乾燥装置である。

この装置では、個々のガイドロールの温度制御により、ウエブ状の基材の加熱温度をガイドロール毎に設定して制御することが可能である。これにより、請求項３に記載の発明のように、前記基材の搬送方向に沿って、上流側のガイドロールより下流側のガイドロールの表面温度を上げるよう、前記制御手段が個々の赤外船照射手段の照射出力を制御することを特徴とする乾燥装置も実現し、ウエブ状の基材の搬送方向に沿って、徐々に加熱温度を上げるようなことも可能となる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の乾燥装置であって、真空排気機構を備え、基材の塗布面側に対して、反塗布面側の圧力を下げることを特徴とする乾燥装置である。

この装置を用いれば、ガイドロール間のウエブ状基材に、塗布面側から差圧が加わることになる。このため、ウエブ状の基材と各ガイドロールとの接触面積が増して、加熱効率を向上させることが出来る。

高い熱効率、加熱温度制御性を両立し、なおかつウエブ状基材および塗布膜の品質に悪影響を及ぼさない乾燥を行うことが可能になる。

本発明の一実施形態の乾燥装置を説明する図である。 本発明の一実施形態における温度制御系を説明する図である。 本発明の別の実施形態の乾燥装置を説明する図である。 公知の熱風乾燥装置を説明する図である。 公知の赤外線ヒータによる乾燥装置を説明する図である。 公知のロール加熱による乾燥装置を説明する図である。

以下に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施形態である乾燥装置１の概略構成を示す図である。図１において、ウエブ状の基材２が左から右に搬送される構成となっており、図の左側においてウエブ状の基材２の上面には図示しない塗布装置により、塗料が塗布されている。ここで、塗料は、有機溶剤や水等を溶媒として、樹脂成分等が溶け込んだ溶液塗料であって、塗布装置としては溶液塗料の種類に応じて選ばれるが、スリットダイコータやロールコータが一般的に用いられる。

ウエブ状の基材２の材質は、用途に応じて選ばれるが、耐溶媒性があって、乾燥工程での熱に耐える特性を有している必要がある。具体的には、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂等のプラスチックフィルム、カーボンペーパー等の複合材料、金属箔がウエブ状の基材２となる。

乾燥装置１の主な構成要素は、複数のガイドロール３と、各ガイドロールに赤外線を照射する赤外線照射装置４である。図１においては、ウエブ状の基材２の搬送方向に沿って、ガイドロール３１、３２、３３、３４、３５があって、各ガイドロールに赤外線を照射するための手段として、赤外線照射装置４１、４２、４３、４４、４５が配置されている。ここで、ガイドロールおよび赤外線照射装置がそれぞれ５つ配置されているが、この数は５に限定されるものではなく、これより少なくても多くても良い。なお、図におけるガイドロール、赤外線装置を限定しない場合は、ガイドロール３、赤外線照射装置４と表記する。

ガイドロール３の素材としては、耐熱性および表面の平滑性の観点から金属が適し、表面に防食メッキを施すことが望ましいが、更に赤外線を吸収しやすいような着色を施してもよい。また、赤外線照射装置４としては、特に種類を限定するものではないが、ガイドロール３に効率的かつ均一に赤外線を照射して加熱できるものを選定する必要がある。

図１の乾燥装置１では、ガイドロール３による接触加熱により、基材に効率よく熱を伝えることが出来る。また、基材２は、個々のガイドロール３で急激に昇温されることはないので、熱変形し難く、ガイドロール３に巻き付いてもいないので、ガイドロール３表面との擦れによってキズが発生することはない。

ここで、図２のように、赤外線照射手段４の照射出力を制御手段６で制御可能にして、ガイドロール３の表面温度を温度測定手段３Ｔにより測定して制御手段６に入力する構成とすれば、ガイドロール３の表面温度が所定の温度になるように制御することが可能である。特に、ガイドロール３が小径であれば、応答の早い温度制御が出来る。
また、個々のガイドロール３毎に表面温度の制御が出来ることから、乾燥の前段階（ウエブ搬送方向の上流側）から徐々に（ウエブ搬送方向の下流側に向けて）ガイドロール３の温度を上げて行くようなことも可能になる。ウエブ状の基材２を搬送方向に沿って徐々に加熱することにより、溶媒分の突沸を抑えることも可能になる。

なお、この実施形態の乾燥装置を、ウエブ状の基材２の予備加熱のみに使用しても良い。例えば、予備加熱で溶媒分を蒸発させ、塗布膜の熱硬化に必要な加熱を従来の乾燥装置で行うような場合である。この場合、予備加熱段階での溶媒分の蒸発によって、塗布膜の粘度が上昇していることから、その後の加熱を熱風乾燥機で行っても塗膜に風紋を生じることはない。

更に、本発明の別の実施形態である乾燥装置１００の概略構成を図３に示すが、乾燥装置１００では装置筐体７とウエブ状の基材２によって閉じた空間が形成できるようになっている。そこで、装置筐体７に真空排気口７Ｖを設けて、装置筐体７内を図示しない真空ポンプおよび真空排気口７Ｖからなる真空排気機構で減圧すれば、ガイドロール３間のウエブ状の基材２に、塗布面側から差圧が加わる。このため、ウエブ状の基材２と各ガイドロール３１、３２、３３、３４、３５との接触面積が増して、加熱効率が向上する。

ウエブ状の基材に塗布された塗料の乾燥を、高い熱効率、加熱温度制御性を両立し、なおかつ基材および塗布膜の品質に悪影響を及ぼさないで行うことが出来ることから、ウェブコーティング装置全般に利用可能である。

１、１００ 乾燥装置
２ ウエブ状の基材
３（３１、３２、３３、３４、３５） ガイドロール
３Ｔ 温度測定手段
４（４１、４２、４３、４４、４５） 赤外線照射装置
６ 制御手段
７ 装置筐体
７Ｖ 真空排気口

Claims (4)

1. 溶媒を含む塗料が塗布されたウエブ状の基材を搬送しながら前記塗料を乾燥させる乾燥装置であって、
   基材保持用の複数のガイドロールと、
   複数のガイドロール毎に、前記基材と接触していない外周面に、赤外線を照射する赤外線照射装置を備え、
   赤外線を照射されたガイドロールが、基材の反塗膜面を加熱することを特徴とする乾燥装置。
2. 請求項１に記載の乾燥装置であって、
   個々の赤外線照射手段の照射出力を制御する制御手段を備え、
   ガイドロールの表面温度を測定する温度測定手段を備え、
   個々のガイドロールの表面温度が所定の温度となるように、個々のガイドロールに対応する赤外線照射手段の照射出力を制御することを特徴とする乾燥装置。
3. 請求項２に記載の乾燥装置であって、
   前記基材の搬送方向に沿って、上流側のガイドロールより下流側のガイドロールの表面温度を上げるよう、前記制御手段が個々の赤外船照射手段の照射出力を制御することを特徴とする乾燥装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の乾燥装置であって、
   真空排気機構を備え、
   基材の塗布面側に対して、反塗布面側の圧力を下げることを特徴とする乾燥装置。

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