JPH07125086A - エアシャワーを用いた遠赤外線アニール機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 物体を短時間に、均一に加熱し安定、かつ高
品質のアニール処理を行うエアシャワーを用いた遠赤外
線アニール機を提供する。 【構成】 適圧，適量，適温の加熱空気を物体１３の表
裏に向けて噴出する噴出管１４を有するエアシャワー２
と、物体１３の表裏に遠赤外線を照射する遠赤外線ヒー
ター３と、これ等を収納する密閉室状の炉室５と、物体
１３を搭載して炉室５内を移動するコンベヤー４と、エ
アシャワー２の加熱空気および遠赤外線ヒーターの光熱
エネルギーをコントロールする制御部８，１０等から構
成される。また、室温を一定に保持するためのヒーター
７およびその制御部１１も配置される。物体１３がコン
ベヤー４により炉室５内を移動する間に物体１３には遠
赤外線の光熱エネルギーが吸収され温度上昇するがエア
シャワー２の加熱空気により適温に冷却される。また、
エアシャワー２の加熱空気の噴流により対流と拡散が生
じ、物体は均一に、かつ万遍なく加熱される。以上によ
り、確実なアニール処理が短時間で行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチック等の物体
を短時間に、かつ均一にアニール処理し、高品質でバラ
ツキのない製品を製作するのに好適なエアシャワーを用
いた遠赤外線アニール機に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック等の各種製品で金型で熱成
形されるものは、そのままの状態では内部分子が整合さ
れていない不安定な組織体のため低強度であり、軟化し
易く、かつ変形し易い欠点を有する。そのため、使用時
に簡単に破損する問題点がある。この問題点を解消する
ため従来よりアニール処理が熱成形後の物体に施されて
いる。アニール処理することにより物体の分子が整って
強固で、安定した組織体が形成される。

【０００３】アニール処理は、適温の条件下において物
体を所定時間加熱することにより行われるが、例えば、
従来技術では図４に示す電熱式熱処理装置２８が使用さ
れている。この電熱式熱処理装置２８は、物体１３を収
納する炉室２９と、それを囲む外筺３０と、外筺３０内
に配設される電熱ヒーター３１および送風用のファン３
２等から構成される。外筺３０の空気吸入口３３から外
筺３０内に導入された空気は電熱ヒーター３１により加
熱され、ファン３２により炉室２９内に導入される。炉
室２９内に導入された加熱空気は物体１３に接触し、物
体１３を加熱した後循環し一部は空気排出口３４から外
筺３０外に放出される。しかしながら、以上の構造の電
熱式熱処理装置２８では次のような問題点がある。すな
わち、加熱方式が伝導加熱であり、空気を媒体として物
体１３の表裏に伝導し、物体表裏より熱は物体内へ伝導
される。また炉室２９へ物体１３を収納する開閉扉が不
可欠で、この開時の炉室２９の温度低下が生じ、所定温
度に到達するまでに長時間を要し、前述のごとく物体が
伝導加熱であることから処理時間が長時間に及ぶ。ま
た、炉室２９の入口側に近い位置の物体１３はよく加熱
されるが出口側や隅部の物体１３は加熱不足となり製品
に不揃いが生じ生産性が低下する。

【０００４】物体に遠赤外線が照射されると遠赤外線の
放射エネルギーが物体内部の熱エネルギーに変換し高効
率の加熱が行われる。そのため、従来の電熱ヒーターを
使用するものに較べて約５〜２０倍早い時間で熱処理が
行われる。従来より、遠赤外線を用いた熱処理装置が採
用され、例えば、特開昭６３−１９３９３７号公報，特
開平１−３２０１４０号公報，実公平２−２６６６４号
公報，実公平３−４５７７５号公報に開示されている。
これ等はいずれも遠赤外線で物体を加熱し、アニール処
理をするものであるが、物体の表面に溶剤を塗布するも
の（特開昭６３−１９３９３７号公報）、物体をテーピ
ングするもの（特開平１−３２０１４０号公報）、熱幅
射板を用いるもの（実公平２−２６６６４号公報）、遮
蔽板を使用するもの（実公平３−４５７７５号公報）等
の特徴を有するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】遠赤外線を使用した熱
処理装置としては公知技術にも示すように各種の特徴，
長所を有するものであるが、次のような問題点がある。
まず、遠赤外線の照射を続けると物体の温度は著しく高
熱となり、一定温度を越えると物体の組織が変化し、変
形する問題点がある。また、物体に遠赤外線の光をあて
るだけでは空気の対流が生じないため物体が均一に加熱
されず不均一な熱処理を施す結果となる。更に、物体に
よっては溶剤を含有しているものがあり、加熱により溶
剤が気化し、炉内がスモッグ状になり遠赤外線の照射を
妨害する問題点がある。特に、物体がアニール処理の必
要なプラスチック製品の場合には前記問題点は製品の品
質を低下させ、かつ処理時間が長くなる等の不具合が生
じる。公知技術のものは物体を均一に加熱し、熱歪みを
除去するため前記したように溶剤を塗布したり、テーピ
ングをしたり、熱幅射板や遮蔽板を採用しているが、前
記の各問題点を解決することは出来ない。

【０００６】本発明は、以上の問題点を解決するもの
で、コンベヤーで製品が移送される間に所望の光熱エネ
ルギーを遠赤外線ヒーターにより照射しながら適温の空
気をエアシャワーから噴出し、物体を万遍なく均一に加
熱し、過熱やスモッグの弊害を解消してバラツキのない
アニール処理を短時間で行い、高品質な製品を製作し得
るエアシャワーを有する遠赤外線アニール機を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するために、物体に遠赤外線による光熱エネルギー
を照射してアニール処理をするアニール機であって、前
記物体を炉内で移送するコンベヤーと、コンベヤーを挾
んで物体の上下に配置されるエアシャワーおよび遠赤外
線ヒーターとを備え、前記エアシャワーは物体と相対向
する位置に噴出口を有する空気噴出管と、当該管内に適
圧，適量，適温の空気を供給する空気供給手段を有する
エアシャワーを用いた遠赤外線アニール機を構成するも
のである。更に、物体の処理温度を考慮し圧力，供給
量，空気温度および遠赤外線ヒーターからの光熱エネル
ギーをコントロールする制御部を設け、安定したアニー
ル処理をすることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】物体は炉内に滞留することなくコンベヤーによ
り炉内を移送される。エアシャワーおよび遠赤外線ヒー
ターはコンベヤー上の物体を挟んで配置されているた
め、物体は上下から万遍なく加熱され、かつエアシャワ
ーの噴出空気の影響を受ける。また、エアシャワーは炉
中空気の対流を生じさせ、炉内温度を均一化すると共
に、光熱エネルギーによる物体の過熱を防止し、適温に
保持するように機能する。更に、炉内に発生したスモッ
グも拡散される。物体は炉内をコンベヤーにより移送さ
れながら過熱されることなく均一に適温に加熱され所望
のアニール処理が施されて炉外に排出される。コンベヤ
ーによる連続生産のため生産性の向上が得られる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明
する。図１は本実施例の全体構造を示す正面図、図２は
コンベヤーの詳細構造を示す部分斜視図、図３は本実施
例の作用を説明するための断面図である。

【００１０】図１に示すように、本実施例の遠赤外線ア
ニール機１は、エアシャワー２と、遠赤外線ヒーター３
と、コンベヤー４と、これ等を収納する炉室５と、炉室
５を囲む外筺６と、検出センサー，制御部等から構成さ
れる。また、炉室内の温度をコントロールするためのヒ
ーター７も炉室５内に配設される。

【００１１】エアシャワー２は、多数本の噴出管１４と
コンベヤー４の移動方向に沿って並設したものからな
り、前記したように噴出管１４はコンベヤー４上の物体
１３を挾んで上下に配置される。なお、物体１３にはプ
ラスチック，ガラス，金属製品，布地等が適用される。
噴出管１４には物体１３側に向かって開口する噴出口１
５が開口形成される。噴出管１４はその両端側を中空ボ
ックス部材（図略）に連結し、炉室５内に固持される。
前記中空ボックス部材はフレキシブルチューブ（図略）
等を介して空気制御部８に連結される。空気制御部８は
噴出管１４内に送る加熱空気の圧力、供給量、空気温度
等をコントロールするもので、例えば、空気加熱源，ブ
ロワーモーターおよびこれ等の制御機構部（いずれも図
略）から構成される。なお、これ等は公知技術が適用さ
れる。また、空気制御部８には炉室の温度を検出するた
めに炉室５内に配置され、遠赤外線特性を設定する検出
センサー９の検出信号が入力され、自動制御をするよう
に構成される。

【００１２】遠赤外線ヒーター３もコンベヤー４上の物
体１３を挾んで上下に配置され、コンベヤー４の移動方
向に沿って並設される。また、反射ミラー１６により遠
赤外線を物体１３側にのみ向けるようにされる。遠赤外
線ヒーター３は光熱制御部１０に連結し、光熱エネルギ
ーをコントロールする。電源としては例えばＡＣ、３相
２００Ｖ５０／６０Ｈｚが用いられ、光熱制御部１０
は、例えば遠赤外線特性設定検出センサー９の検出信号
等により、電力制御（方式ＳＳＲ），温度制御（方式Ｐ
ＩＤ），温度調整（電子式自動温度調節）等を行うよう
に構成される。

【００１３】コンベヤー４は、物体１３を搭載するコン
ベヤーベルト部１７と、コンベヤー駆動モーター１８
と、チェーン１８′等とコンベヤー駆動モーター１８に
連結する主動車１９および従動車２０等からなり、主動
車１９および従動車２０の両端側は炉室５および外筺６
から露出した位置に配置され、ワーク排出手段およびワ
ーク搬入手段（いずれも図略）と近接して配置される。
また、テンションプーリー２１，２２はコンベヤーベル
ト部１７に係合し、ベルトの張力を保持する。図２に示
すように、コンベヤーベルト部１７は、本実施例では横
棒２３を隙間２４を介して並設したものからなり、横棒
２３の両端はコンベヤー駆動体２５に固定される。物体
１３は横棒２３上に搭載される。そのため、物体１３の
上面は隙間２４に連通する。

【００１４】炉室５は密封箱体状のものからなり、コン
ベヤー４の通過可能な開口部の他は空気吸入口２６と空
気排出口２７のみが開口する構造からなる。炉室５内に
は前記したようにエアシャワー２，遠赤外線ヒーター
３，コンベヤー４の移送部，ヒーター７および遠赤外線
特性設定検出センサー９と室温検出センサー１２等が収
納される。室温検出センサー１２は室温制御部１１に連
結し、検出信号を送る。室温制御部１１はヒーター７を
自動制御し炉室５内の温度コントロールを行う。

【００１５】外筺６はアニール機の外観を形成するもの
で、炉室５，コンベヤー４および各種の制御部８，１
０，１１等がすべて収納される。なお、空気吸入口２６
と空気排出口２７は外筺６を貫通し外部に連通する。

【００１６】次に、本実施例の動作，作用を説明する。
例えば、プラスチック材からなる物体１３（製品）は図
略のワーク搬入手段からコンベヤー４のコンベヤーベル
ト部１７（図３）上に搬入される。物体１３は炉室５内
に入り、一定の速度でコンベヤー４により炉室５内を移
動する。炉室５内は室温制御部１１によりコントロール
されたヒーターにより適温に保持される。遠赤外線ヒー
ター３から適量の光熱エネルギーが照射されると共に、
エアシャワー２から適圧，適量，適温の加熱空気が噴出
され物体１３は上下から加熱され、アニール処理され
る。物体１３はワーク温度検出センサー９により温度検
出されながら炉室５から排出され、図略のワーク搬出手
段側に放出され、次工程側に送られる。

【００１７】図３に示すように、上下に配設される遠赤
外線ヒーター３からの遠赤外線は反射ミラー１６により
物体１３と反対側が遮蔽されているため物体１３の上下
面に向かって照射される。また、上下に配設されるエア
シャワー２からの加熱空気の噴流も噴出口１５が物体１
３側を向いているため物体の上下面に向かって噴射され
る。物体１３は遠赤外線により加熱され、光熱エネルギ
ーを吸収して温度上昇するが、エアシャワー２の加熱空
気により冷却され適温に保持される。一方、図示のよう
に炉室はエアシャワー２からの加熱空気の噴流により拡
散され、かつ対流が発生する。このため、遠赤外線が多
方向かつ、１００％照射され、加熱空気の対流により物
体１３は上下万遍なく均一に加熱される。同時に、拡散
された光熱エネルギーと加熱空気がコンベヤー４の上下
の物体１３のまわりに広がり、コンベヤー４上のすべて
の物体１３を均一に加熱すべく機能する。また、物体１
３から溶剤等のスモッグが発生してもエアシャワー１の
噴出加熱空気により拡散され、スモッグによる光熱エネ
ルギーの妨害が解消される。空気制御部８および光熱制
御部１０により加熱空気の圧力，供給量，温度および光
熱エネルギーをコントロールすることにより、物体１３
はコンベヤー４により炉室５内を通過する間に所定の温
度に加熱されアニール処理される。以上により、短時間
で均一のアニール処理が行われ、高品質の製品を得るこ
とが出来る。

【００１８】本実施例において、エアシャワー２および
遠赤外線ヒーター３を図１のように配列したが、その列
数や個数，形状等は図示のものに限定するものではな
い。また、コンベヤー４の形状、特にコンベヤーベルト
部１７は図示のものに限定するものではなく、隙間２４
の形成されるもの、例えばメッシュ状の網状部材でもよ
い。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、次のような顕著な効果
を奏する。 １）エアシャワーと遠赤外線を併用することにより、遠
赤外線のもつ特性を１００％照射し、物体の全面が万遍
なく、かつ均一に加熱される。そのため、複数個の物体
が均一に処理される。 ２）エアシャワーにより遠赤外線による物体の過熱が防
止され、物体は適温に保持されるため所望のアニール処
理が確実に行われる。 ３）物体はコンベヤーにより移送され、一定の温度雰囲
気内で適温に加熱されるため、短時間でアニール処理を
行うことが出来る。そのため、生産性を向上することが
出来る。 ４）溶剤等を含むプラスチック材等の物体から発生する
スモッグはエアシャワーにより拡散されるため、スモッ
グによる遠赤外線照射の妨害がなくなり、光熱エネルギ
ーが効率的に物体に吸収される。 ５）遠赤外線およびエアシャワーの容量を適宜設定する
ことにより、プラスチック製品のみならず、その他の物
質の物体、例えばガラス，金属製品，布地等にも適用さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体構造を示す正面図。

【図２】本実施例のコンベヤーの詳細構造を示す部分斜
視図。

【図３】本実施例の作用を説明するための断面図。

【図４】従来の電熱式熱処理装置の概要構造を示す断面
図。

【符号の説明】

１ 遠赤外線アニール機 ２ エアシャワー ３ 遠赤外線ヒーター ４ コンベヤー ５ 炉室 ６ 外筺 ７ ヒーター ８ 空気制御部 ９ 遠赤外線特性設定検出センサー １０ 光熱制御部 １１ 室温制御部 １２ 室温検出センサー １３ 物体 １４ 噴出管 １５ 噴出口 １６ 反射ミラー １７ コンベヤーベルト部 １８ コンベヤー駆動モーター １９ 主動車 ２０ 従動車 ２１ テンションプーリー ２２ テンションプーリー ２３ 横棒 ２４ 隙間 ２５ コンベヤー駆動体 ２６ 空気吸入口 ２７ 空気排出口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体に遠赤外線による光熱エネルギーを
   照射してアニール処理をするアニール機であって、前記
   物体を炉内で移送するコンベヤーと、コンベヤーを挾ん
   で物体の上下に配置されるエアシャワーおよび遠赤外線
   ヒーターとを備え、前記エアシャワーは物体と相対向す
   る位置に噴出口を有する空気噴出管と、当該管内に適
   圧，適量，適温の空気を供給する空気供給手段を有する
   ことを特徴とするエアシャワーを用いた遠赤外線アニー
   ル機。
2. 【請求項２】 前記アニール機が、物体の処理温度を設
   定し前記エアシャワーの圧力，供給量，空気温度および
   遠赤外線ヒーターからの光熱エネルギーをコントロール
   する制御部を有するものである請求項１のエアシャワー
   を用いた遠赤外線アニール機。