JPH10185428A - コーティング乾燥システム - Google Patents

コーティング乾燥システム

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JPH10185428A
JPH10185428A JP9228613A JP22861397A JPH10185428A JP H10185428 A JPH10185428 A JP H10185428A JP 9228613 A JP9228613 A JP 9228613A JP 22861397 A JP22861397 A JP 22861397A JP H10185428 A JPH10185428 A JP H10185428A
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substrate
roll
length
conductive roll
energy
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JP9228613A
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Paul D Rudd
ディー． ラド ポール
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Publication date
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    • F26B13/10—Arrangements for feeding, heating or supporting materials; Controlling movement, tension or position of materials
    • F26B13/14—Rollers, drums, cylinders; Arrangement of drives, supports, bearings, cleaning
    • F26B13/18—Rollers, drums, cylinders; Arrangement of drives, supports, bearings, cleaning heated or cooled, e.g. from inside, the material being dried on the outside surface by conduction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】基材表面に塗布される湿式コーテングを乾燥す
るためのコスト的効率的な装置の提供。 【解決手段】基材１２に塗布されたコーテングの乾燥シ
ステム１０は、基材１２を支持するための長さ及び周表
面を有する熱伝導性ロール３２、及びロール３２の長さ
に沿いロール３２内に配置された多数のエネルギエミッ
タ２４を備える。エネルギエミッタ２４は、伝導性ロー
ル３２の長さに沿いエネルギーを選択的に発するように
制御される。ロール３２は少くとも１つの対流ユニット
２６，２８により部分的に取り巻かれる。ユニット２
６，２８はブロワアセンブリ、ヒータアセンブリ及び真
空通路を備える。ブロワアセンブリは入口を備え空気の
流れを基材１２に向け、ヒータアセンブリは基材１２に
向けられた空気を加熱する。真空通路は一旦基材に当て
られた加熱空気をブロワアセンブリに戻すために、基材
１２とブロワアセンブリの入口との間に延長される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基材に塗布された
湿式コーティング（例えば、印刷インク、塗料、シーラ
ントなど）を乾燥するための加熱システムに関する。特
に、本発明は、加熱されたガス（例えば、空気）の流れ
を基材上の湿式コーティングに向けてそのコーティング
を乾燥させる入口を備えたブロワーを備える乾燥システ
ムに関する。ここで、加熱空気は一旦空気が基材上のコ
ーティングに吹き当たると、ブロワーの入口に再び循環
される。本発明はまた、基材が熱伝導性ロールの周りに
支持される乾燥システムに関する。ここで熱伝導性ロー
ルは、伝導性ロールの長さに沿って伝導性ロール内に配
置された多数のエネルギーエミッタを有する。多数のエ
ネルギーエミッタは、伝導性ロールの長さに沿ってエネ
ルギーを選択的に発するために制御されている。乾燥シ
ステムは、好ましくは、伝導性ロールの長さに沿ってロ
ールの温度を感知するための手段を備える。ここで、ロ
ールの長さに沿ったエネルギーエミッタによって発せら
れたエネルギーは、ロールの長さに沿って感知された温
度に基づいて変化する。
【０００２】
【従来の技術】コーティング（例えば、印刷インク）
は、一般に基材（例えば、紙、箔、またはポリマー）に
塗布される。コーティングは、しばしば基材に液状で塗
布されるので、コーティングは、基材上で乾燥しなけれ
ばならない。液体コーティングの乾燥は、基材上に塗布
されたコーティングの特性に依存して、典型的に液体蒸
発または放射線誘発重合のいずれかにより成し遂げられ
る。
【０００３】水または溶剤ベースのコーティングは、典
型的に液体蒸発を用いて乾燥される。基材上の湿式水ベ
ースまたは溶剤ベースのコーティングを乾燥すること
は、水または溶剤のいずれかのコーティングベースを蒸
気に換え、そして基材に近接する領域から蒸気を含む空
気を取り除くことを必要とする。コーティング内のベー
スを蒸気の状態に換えるために、コーティングはエネル
ギーを吸収しなければならない。状態の変化が起こる割
合、すなわちコーティングが基材上で乾燥される速度
は、気圧およびエネルギーがコーティングに吸収され得
る割合に依存する。気圧を低下することによって乾燥速
度を増加させることは、一般に非現実的であるため、乾
燥速度を増加させるには、エネルギーがコーティングに
より吸収される割合を増加させる必要がある。
【０００４】液体蒸気乾燥機は、基材上のコーティング
を乾燥するためのエネルギーをコーティングおよび基材
に与えるために、典型的に対流、放射、伝導、またはこ
の３つの組み合わせを使用する。対流熱に関して、ガス
（例えば、比較的乾燥した空気）は、所望の温度まで加
熱され、そしてコーティングおよび基材上に吹き付けら
れる。基材およびコーティングに運ばれる熱量は、基材
上に吹き付けられた空気の速度および角度の両方、なら
びに空気と基材との間の温度差に依存する。吹き付けの
より早い速度およびより垂直な角度において、基材上に
吹き付けられる空気はまた、多量の熱を基材に移す。さ
らに、基材に移動した熱量はまた、空気と基材との間の
温度差が増加するにつれ増加する。しかし、一旦基材が
空気の温度と等しくなると、熱の移動は終わる。言い換
えれば、基材は、空気より熱くなることはない。それゆ
え、加熱空気の温度は、基材に安全なレベルに限定され
得る。
【０００５】制御可能であるが、熱対流は、熱的に効率
が悪い。空気（ならびに窒素）は非常に低い熱容量を有
するので、熱を移動するために空気の大きい容積が必要
とされる。さらに、一旦加熱空気がコーティングおよび
基材上に吹き当てられると、コーティングおよび基材上
に吹き付けられた加熱空気は、典型的に逃れることがで
きないので、対流熱を使用する従来の乾燥システムは、
熱の移動に必要な多量の流量を提供するために、多量の
外気を昇温温度まで連続的に加熱するための極度に多量
のエネルギーが典型的に使用される。対流の加熱がきわ
めて多量のエネルギーを必要とするので、乾燥するため
のコストは高い。
【０００６】僅かに異なる温度で２つの物体が互いにふ
れあうとき、熱放射が起こる。熱対流とは対照的に、熱
放射は、電磁波により熱を移動する。熱放射は、典型的
にコーティングおよび基材に赤外線を照射することによ
り成し遂げられる。赤外線放射は、典型的に透明な石
英、または半透明のシリカのチューブ内に電気抵抗器を
備え、そして10,000〜30,000オングストローム単位の波
長の放射線を発するための赤熱電気抵抗器を備えること
により製造される。チューブは、典型的に基材の全幅に
わたって延びる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】コーティングおよび基
材にエネルギーを与える最新の方法は、伝導性の利用に
よる。コーティングおよび基材の伝導熱は、連続的な基
材ウェブを熱伝導性ロールまたはドラムの回りで進める
ことにより典型的に達成される。加熱オイルまたは蒸気
は、ドラムを加熱するためにドラム内に注入される。結
果として、加熱されたドラムは、ドラムと接触した基材
に熱を運ぶ。ホットオイルまたは高圧の蒸気を含むよう
にドラムが設計されているので、このドラムまたはロー
ルは、きわめて複雑であり、そして製造するのに高価で
ある。さらに、オイルまたは高圧蒸気に適応するために
大型のドラムが必要であるため、ドラムを使用する乾燥
システムは、重いドラムまたはロールを回転させるため
の複雑な駆動メカニズムをしばしば必要とする。さら
に、オイルまたは加熱蒸気が、その全長にわたって熱伝
導性ドラムを均一に加熱するので、基材の幅に沿った基
材特性およびコーティング特性を変えることで基材の幅
に沿った乾燥必要条件が変化するにもかかわらず、熱伝
導性ドラムは、ドラムと接触した基材に全幅にわたって
均一にエネルギーまたは熱を伝導する。結果として、基
材の湿式コーティングを備えない部分または既に乾燥さ
れているコーティングを備える部分は、浪費される過剰
の加熱エネルギーを不必要に受ける。逆に、基材の多量
の湿式コーティングを備える他の部分は、不十分な量の
加熱エネルギーしか受け取り得ず、きわめて長い乾燥時
間、または湿式コーティングと接触する表面への湿式コ
ーティングのオフセットをもたらす。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、基材に塗布さ
れたコーティングを乾燥するための改善された乾燥シス
テムである。本発明の１つの好ましい実施態様におい
て、乾燥システムは、基材を支持する基材支持体、基材
に加熱空気を吹き当てる手段（ここで、この空気を吹き
当てる手段は入口を有する）、および加熱空気が一旦基
材に吹き当てられるとこの基材から加熱空気を回収する
ために、基材に隣接して部分的な真空を作り出す手段を
備える。好ましくは、基材から回収された加熱空気は、
一旦基材に当てられて入口に循環される。好ましい実施
態様において、吹き当て手段は、好ましくは、基材に隣
接した圧力チャンバー、圧力チャンバー内の空気を加熱
する手段、および圧力チャンバー内の空気の加圧手段を
備える。圧力チャンバーは、吹き当て手段の入口を規定
し、そして基材に向けられた少なくとも１つの出口を備
える。乾燥システムの加熱空気を循環する手段は、好ま
しくは吹き当てるための手段の入口と連絡した真空チャ
ンバーを備える。真空チャンバーは、基材に隣接した少
なくとも１つの入口を有する。好ましくは、圧力チャン
バーは、多数の出口を備え、そして真空チャンバーは、
多数の出口の周りおよび間に散在する多数の入口を備え
る。最も好ましい実施態様において、基材支持体は、ロ
ールを備える。ここで、吹き当てるための手段は、少な
くともロール部分を弧状に取り巻く多数の出口を備え、
そして循環手段は、少なくとも該ロールの部分を弧状に
取り巻く多数の入口を備える。
【０００９】乾燥システムの別の好ましい実施態様にお
いて、乾燥システムは、基材を支持するための長さおよ
び周表面を有する熱伝導性ロールを備える。乾燥システ
ムはまた、エネルギーを発するために伝導性ロールの長
さに沿って伝導性ロール内に配置された多数のエネルギ
ーエミッタを備える。多数のエネルギーエミッタは、伝
導性ロールの長さに沿ってエネルギーを選択的に発する
ように制御される。好ましくは、乾燥システムは、伝導
性ロールの長さに沿って多数の温度センサを備える。伝
導性ロールの長さに沿ったエネルギーエミッタにより発
せられたエネルギーは、温度センサから感知された温度
に基づいて変化する。乾燥システムの最も好ましい実施
態様において、エネルギーエミッタは、バンドヒータを
備える。
【００１０】本発明は、基材に塗布されたコーティング
を乾燥するための乾燥システムに関する。該乾燥システ
ムは；該基材を支持する基材支持体；加熱空気を該基材
に吹き当てる手段：一旦、該基材に加熱空気を吹き当
て、該基材から該加熱空気を回収するために該基材の近
くに部分的な真空を発生する手段を備える。前記基材に
吹き当てるための前記手段が入口を有し、そして前記乾
燥システムが回収された前記加熱空気を該入口に循環さ
せる手段を備える。部分的な真空を発生する前記手段
が：前記基材に隣接した少なくとも１つの入口を有する
真空チャンバー；該真空チャンバーから空気を回収する
ための手段を備える。前記真空チャンバーから空気を回
収するための前記手段がブロワー備える。前記支持体が
前記基材を支持するための長さおよび周表面を有するロ
ールを備え、前記真空チャンバーが該ロールの少なくと
も１部分を弧状に取り巻く多数の入口を備える。
【００１１】１つの実施態様では、前記吹き当てるため
の手段が以下を備える：前記基材に隣接した圧力チャン
バー、該チャンバーが入口を規定し、そして該基材に向
けられた少なくとも１つの出口を備える；該圧力チャン
バー内で空気を加熱する手段；および該圧力チャンバー
内で空気に圧力をかける手段。加熱するための前記手段
がヒーターを備える。さらに、圧力をかけるための前記
手段がブロワーを備える、請求項６に記載の乾燥システ
ム。前記支持体が 前記基材を支持するための長さおよ
び周表面を有するロールを備え、そして前記圧力チャン
バーが該ロールの少なくとも１部分を弧状に取り巻く多
数の出口を備える。
【００１２】別の実施態様では、前記基材支持体が、前
記基材を支持するための長さおよび周表面を有するロー
ルを備え、前記乾燥システムがさらに：該ロールの長さ
に沿った該伝導ロール内に配置された多数のエネルギー
エミッタ；および該ロールの長さに沿ったエネルギーを
選択的に発する多数のエネルギーエミッタを制御する手
段を備える。多数の前記エネルギーエミッタが多数のバ
ンドヒータを備える。多数の前記エネルギーエミッタを
制御する手段が：前記ロールの長さに沿った温度を感知
するための多数の間隔のあいた温度センサ、該エネルギ
ーエミッタは、感知された温度に基づいて制御される；
を備える。
【００１３】別の実施態様では、前記支持体が、前記基
材を支持するための長さおよび周表面を有するロールを
備え、吹き当てる前記手段が：加熱空気と共に該ロール
の第１弧状部分に吹き当てる該ロールの第１弧状部分を
弧状に取り巻く第１伝導ユニット；加熱空気と共に該ロ
ールの第２弧状部分に吹き当てる該ロールの第２弧状部
分を取り巻く弧状第２伝導ユニット：および該第１伝導
ユニットおよび該第２伝導ユニットを選択的に制御する
手段を備える。
【００１４】また、相対湿度を制御する前記乾燥システ
ムから空気を除去する排気口を備える。
【００１５】別の実施態様では、本発明は、前記基材に
塗布されたコーティングを乾燥するための乾燥システム
に関する。該乾燥システムが：該基材を支持する基材支
持体；該基材に隣接した圧力チャンバー、該圧力チャン
バーが該基材に向けられた少なくとも１つの出口を備え
る；該基材に隣接した真空チャンバー、該真空チャンバ
ーが、該基材に隣接した少なくとも１つの入口を備え
る；および該真空チャンバーと連結する入口および該圧
力チャンバーと連結する出口を有するブロワーを備え
る。前記圧力チャンバーが該基材に向けられた多数の出
口を備え、そして該真空チャンバーが該基材に隣接した
多数の入口を備え、そして多数の該入口の間におよび該
入口に沿って散在する。多数の該入口が、第１の全領域
を規定する断面領域を有し、そして多数の該出口が第２
の全領域を定義する断面領域を有し、ならびに該第２領
域に対する該第１領域の比が、約４：１である。多数の
該出口が該基材から大小順に並べられ、そして間隔をあ
けられ、その結果、空気を該基材に吹き当てる場合、圧
力をかけられた該空気が約36フィート／秒の速度を有す
る。
【００１６】また、別の実施態様では、本発明は、基材
に塗布されたコーティングを乾燥するための乾燥システ
ムである。該乾燥システムが：該基材を支持する基材支
持体；該基材の方に空気の流れを向けるためのブロワー
アセンブリ、該ブロワーアセンブリが前記入口を有す
る；該基材の方に向けられた該空気を加熱するためのヒ
ータアセンブリ；および該基材と該空気を該基材に一旦
当て、該加熱空気を該ブロワーアセンブリに戻すための
該ブロワーアセンブリの入口との間に延長された真空通
路を備える。前記ブロワーアセンブリが；前記基材に向
けられた少なくとも１つの開口部を有する強制換気装
置；該強制換気装置に圧力をかけるためのブロワー、該
ブロワーがブロワー入口およびブロワー出口を有し、該
ブロワー入口が該ブロワーアセンブリの入口として供
し、そして該ブロワー出口が該強制換気装置に圧力をか
けるために空気を該強制換気装置に向けるブロワーアセ
ンブリを備える。前記加熱アセンブリが、前記ブロワー
出口と該強制換気装置との間に支持される。相対湿度を
制御するために、前記乾燥システムから空気を除去する
ための排気口を備える。
【００１７】また、別の実施態様では、本発明は、基材
に塗布されたコーティングを乾燥するため乾燥システム
である。該乾燥システムが；該基材を支持するための長
さおよび周表面を有する熱伝導性ロール；エネルギーを
発するための伝導性ロールの長さに沿って該伝導性ロー
ル内に配置された多数のエネルギーエミッタ；および該
伝導性ロールの長さに沿ってエネルギーを選択的に発す
る多数の該エネルギーエミッタは、制御する手段を備え
る。前記多数のエネルギーエミッタが多数のバンドヒー
タを備える。さらにこの乾燥システムは、前記伝導性ロ
ールの長さに沿って前記基材の温度を感知する手段を有
し、ここで多数の前記エネルギーエミッタを制御する手
段が、該感知された温度に基づいて、伝導性ロールの長
さに沿って該エネルギーエミッタによって発せられるエ
ネルギーを変化させる。さらに、前記温度を感知する前
記手段が、前記伝導性ロールの長さに沿って間隔の空い
た多数の熱伝対を備える。また、この乾燥システムは、
前記伝導性ロールによって支持された前記基材に加熱空
気を吹き当てるための該伝導性ロールに隣接した少なく
とも１つの対流ユニットを備える。前記基材に加熱空気
を向ける手段、該手段は入口を備え；そして該加熱空気
が該基材に一旦当てられて、該入口に加熱空気を戻すた
めの循環手段を備える。
【００１８】また、別の実施態様において、本発明は、
前記加熱空気を前記基材に向ける手段が：前記ロールの
第１弧状部分に加熱空気を吹き当てるための該ロールの
第１弧状部分を弧状に取り巻く第１対流ユニット；該ロ
ールの第２弧状部分に加熱空気を吹き当てるための該ロ
ールの第２弧状部分を弧状に取り巻く第２対流ユニッ
ト；および該第１対流ユニットおよび該第２ユニットを
選択的に制御する手段を備える。
【００１９】また、別の実施態様において、本発明は、
基材に塗布されたコーティングを乾燥するための乾燥シ
ステムに関する。該乾燥システムが：該基材を支持する
ための長さおよび周表面を有する熱伝導性ロール；該伝
導性ロールの長さに沿って該伝導性ロール内に配置され
た多数のエネルギーエミッタ；該ロールの長さに沿って
温度を感知するための該ロールの長さに沿って間隔の空
いた多数の温度センサ；該ロールの長さに沿った感知さ
れた温度に基づく該伝導性ロールの長さに沿ってエネル
ギーを選択的発するための多数のエネルギーエミッタを
制御する手段；および該伝導性ロールを少なくとも部分
的に取り巻く、少なくとも１つの対流ユニット、少なく
とも１つの該対流ユニットが：該基材を支持する基材支
持体；該基材に隣接する圧力チャンバー、該圧力チャン
バーが該基材に向けられた少なくとも１つの出口を備え
る；該基材に隣接した真空チャンバー、該真空チャンバ
ーが、該基材に隣接した少なくとも１つの入口を備え
る；および該真空チャンバーと連絡した入口および該圧
力チャンバーに連絡した出口を有するブロワーを備え
る；を備える。
【００２０】基材の対向する第１面および第２面に塗布
されたコーティングを乾燥するための乾燥システムであ
って、該乾燥システムが：該基材を支持するための長さ
および周表面を有する第１熱伝導性ロール、該熱伝導性
ロールは軸の周りに回転可能に支持される；エネルギー
を発するために該第１伝導性ロールの長さに沿う該第１
伝導性ロール内に配置され、発せられる多数のエネルギ
ー；該第１伝導性ロールの長さに沿って該基材の温度を
感知するための第１手段；該第１伝導性ロールの長さに
沿ってエネルギーを選択的に発するための多数の第１エ
ネルギーエミッタを制御する手段；該基材を支持するた
めの長さおよび周表面を有する第２熱伝導性ロール、該
第２伝導性ロールは、第１伝導性ロールに隣接した軸の
周りに回転可能に支持される；エネルギーを発するため
に該第２伝導性ロールの長さに沿い該第２伝導性ロール
内に配置され、発せられる多数の第２エネルギーエミッ
タ；該第２伝導性ロールの長さに沿い該基材の温度を感
知するための第２手段；該第２伝導性ロールの長さに沿
ってエネルギーを選択的に発するための多数の第２エネ
ルギーエミッタを制御するための第２の手段；該基材に
加熱空気を吹き当てるための第１伝導性ロールおよび第
２伝導性ロールを取り巻く、少なくとも１つの対流ユニ
ット、該少なくとも１つの対流ユニットが：該基材を支
持する基材支持体；該基材に隣接した圧力チャンバー、
該圧力チャンバーは該基材に向けられた少なくとも１つ
の出口を備える；該基材に隣接する真空チャンバー、該
真空チャンバーは、該基材に隣接した少なくとも１つの
入口を備える；および該真空チャンバーと連結した入口
および該圧力チャンバーに連結する出口を有するブロワ
ーを備える；および該基材が第１伝導性ロールを取り囲
むとき、該基材の第１面が第１伝導性ロールに接触し、
そして該基材が第２伝導性ロールを取り囲むとき該基材
の第２面が該第２基材に接触するように、該基材を回転
させる手段を備える。
【００２１】さらに、別の実施態様において、本発明
は、基材に塗布された湿式コーティングを乾燥するため
の方法であって、該方法が：該基材を支持し、そして実
質的に囲む工程；上げられた温度にガスを加熱する工
程；該ガスに圧力をかけ、そして入口を有する圧力手段
により、圧力をかけられた該ガスを該基材の方に向ける
工程；および一旦該ガスを該基材に当て、該ガスを回収
するために該基材に隣接した部分的な真空を発生する工
程を包含する。
【００２２】さらに、再循環のために前記回収されたガ
スを圧力手段の入口に戻す工程を包含する。
【００２３】別の実施態様において、本発明は、連続的
な基材に塗布された湿式コーティングを乾燥するための
方法であって、該方法が：該基材を支持するための長さ
および周表面を有する熱伝導性ロール上に、およびロー
ルの周りに、該連続的な基材を連続的に進ませる工程；
および該ロールの長さに沿って該基材の加熱を変化させ
るための該ロールの長さに沿った該ロールを選択的に加
熱する工程を包含する。
【００２４】また、前記ロールの長さに沿った該ロール
の温度を感知する工程をさらに包含し、ここで該ロール
が該感知された温度に基づいて該ロールの長さに沿って
選択的に加熱される。
【００２５】
【発明の実施の形態】図１は、表面14および裏面16を有
する基材12に塗布されたコーティングを乾燥するための
コーティング乾燥システム10の側部の立面図である。基
材12上の矢印17は、基材12（好ましくは連続的なウェ
ブ）がコーティング乾燥システム10内で移動する方向を
示す。システム10は、一般的に外枠18、位置決めロール
20、基材支持体22、エネルギーエミッタ24、スリップリ
ングアセンブリ25、対流ユニット26、28、温度センサ3
0、およびコントローラー31を備える。外枠18は、好ま
しくは、ステンレスロールおよびハウスから作製され、
乾燥システム10を閉じる。
【００２６】位置決めロール20は、基材12の裏面16を当
接して基材支持体22の周りの基材12を延ばし、そして位
置決定するような位置において、外枠18に回転可能に接
続される。位置決めロール20は、好ましくは、より長い
休止時間、およびよりコンパクトな乾燥機サイズのため
に基材支持体22の周りに約290度より大きく基材12を巻
き付けるように、基材12を支持する。さらに、位置決め
ロール20は、ヒーターシステム10を通って基材12の移動
をガイドし、そして方向付ける。
【００２７】基材支持体22は、基材12の裏面16を当接
し、そして対流ユニット26、28の間のおよび隣接した基
材12を支持する。基材支持体22は、好ましくはロール3
2、軸33、および軸受34を備える。ロール32は、好まし
くは、基材12の裏面16に接触する外側の周表面35を有す
る細長い円柱状のドラムまたはロールを備える。ロール
32は、好ましくは、高度の熱伝導性を有する物質（例え
ば、金属）から形成される。好ましい実施態様におい
て、ロール32は、アルミニウムから製造され、そして約
3/8インチの厚さを有する。好ましくは、ロール32の表
面35は、基材12の裏面全体と接触する。ロール32は、高
度の熱伝導性を有する物質から製造されるので、ロール
32は、湿式コーティング（例えば、インク）を行わない
基材12の表面領域14から過剰の熱を取り去る。結果とし
て、基材12の湿式コーティングを備えない領域は、ヒー
ター36によりオーバーヒートされてこげない。同時に、
ロール32はまた、湿式コーティング（例えば、インク）
を備える基材12の表面14上のの領域に接触するので、ロ
ール32は、湿式コーティングを備える基材12の部分に過
剰の熱を戻し、その結果、わずかな時間でコーティング
を乾燥する。軸33および軸受34は、対流ユニット26と28
との間で外枠18に関してロール32を回転可能に支持す
る。基材支持体22は、好ましくは、対流ユニット26と28
との間で回転可能に支持される熱伝導性ロールを備える
が、該基材支持体22は、あるいは、異なる形状を有し、
種々の静止しているかまたは移動可能な支持構造のいず
れか１つを備えることができ、そして対流ユニット26お
よび28に隣接した基材12を支持するための異なる物質で
形成され得る。
【００２８】エネルギーエミッタ24は、ロール32内に配
置され、そして基材12に塗布されたコーティングを乾燥
するために表面35に向かってエネルギーを発するように
設計および適用される。スリップリングアセンブリ25
は、エネルギーエミッタ24に動力を伝え、一方でエネル
ギーエミッタ24は、ロール32内の軸33の周りを回転す
る。スリップリングアセンブリ25は、好ましくは、Litt
on Poly-Scientific、SlipRing Products（1213 North
Main Street、Blacksburg、Virginia 24060）により供
給される従来のスリップリングアセンブリを備える。
【００２９】示された好ましい実施態様において、エミ
ッタ24は、ロール32の内部の円周表面に沿って支持され
る。ロール32は熱伝導性であるので、エネルギーエミッ
タ24により発せられたエネルギーは、基材12の裏面16に
ロール32を通って伝導される。このエネルギーは、基材
12により吸収され、基材12に塗布されたコーティングを
乾燥する。エネルギーエミッタ24は、基材支持体22内に
配設されるので、エネルギーエミッタ24は、対流ユニッ
ト26および28によって発せられる熱い空気からシールド
される。結果としてエネルギーエミッタ24は、利用され
るエネルギーミッタのタイプに依存して、エネルギーエ
ミッタ24に損傷を与えるような熱い空気に直接曝されな
い。
【００３０】対流ユニット26および28は、実質的に互い
に同一であり、そして基材12に隣接し、基材支持体22の
ロール32に対向して位置する。示された好ましい実施態
様において、対流ユニット26および28はそれぞれ、実質
的にロール32の長さに沿って延長する。弧状表面38を備
え、そして基材12および基材12に近位のロール32を弧状
に取り巻く形状とされている。また、対流ユニット26お
よび28は、ロール32を約290度で弧状に取り巻く。結果
として、エネルギーエミッタ24および対流ユニット26、
28は、長時間、基材12にエネルギーを与え、そのことが
乾燥システム10をよりコンパクトにする。
【００３１】対流ユニット26および28は、基材12に加熱
されたガスの形態でエネルギーを与える。特に、対流ユ
ニット26および28のそれぞれは、基材12に塗布されたコ
ーティングを乾燥するために加熱された乾燥空気を基材
12に吹き当てる。加熱乾燥空気が基材上に吹き当てられ
た後、各対流ユニット26、28は、加熱空気を再加圧し、
そしてもし必要であれば、再循環された加熱空気を基材
12に再び吹き当てる前に、前もって選択された所望の温
度に空気を再加圧および再加熱することにより加熱空気
を再循環させる。一旦基材12に吹き当てられた加熱空気
を再循環するために、各対流ユニット26、28は、基材12
に加熱空気を吹き当てる手段の入口に加熱空気を再循環
させる。乾燥システムは、基材支持体22および基材12を
弧状に取り巻き、そして隣接して位置する、2つの対流
ユニット26、28を備えるように示されるが、乾燥システ
ム10は、代わりに、基材支持体22に隣接する1つの対流
ユニットまたは2つより多い対流ユニットを備え得る。
【００３２】温度センサ30は、ロール32に隣接し、そし
て接触する外枠18により支持される。温度センサ30は、
基材支持体22および特にロール32の温度を感知する。あ
るいは、センサ30は、基材12の温度を感知するように位
置し得る。
【００３３】コントローラー31は、動力制御およびプロ
セス制御の両方を備える従来の制御ユニットを備える。
コントローラー31は、好ましくは、外枠18に取り付けら
れ、そして温度センサ30、エネルギーエミッタ24ならび
に対流ユニット26および28と電気的に接続される。コン
トローラー31は、温度センサ30により感知されたロール
32の感知された温度を使用し、基材12に与えられたエネ
ルギーを変化させるエネルギーエミッタ24および対流ユ
ニット26、28を制御する。結果として、乾燥システム10
は、基材12に与えられたエネルギーの閉ループフィード
バック制御を提供する。
【００３４】図２は、例示の目的のために、分解組立図
で示された部分により対流ユニット26の後部から見た好
ましい対流ユニット26の斜視図である。図２により最適
に示されたように、対流ユニット26の例示の実施態様
は、一般に、圧力チャンバー42、真空チャンバー44、ブ
ロワー48、ヒータ50、温度センサ51およびシール52、54
を備える。圧力チャンバー42は、吹き当たる基材12（図
１に示す）まで空気流を圧縮する細長い流体または空気
流経路である。圧力チャンバー42は、入口56、ブロワー
ハウジング58、ダクト60および強制換気装置装置(plenu
m)62を備える。圧力チャンバー42の入口56は、一般に、
加圧空気が圧力チャンバー42内に入る位置にある。例示
された好ましい実施態様では、入口56はブロワー48の出
口を構成する。あるいは、入口56は、圧力チャンバー42
と、圧力チャンバー42内の空気を加圧するために使用さ
れる従来既知であるいかなる手段または機構との間を連
絡する任意の流体通路を構成し得る。
【００３５】ブロワーハウジング58は、一般に、ブロワ
ー空洞64を規定し、かつフランジ６５を形成する矩形形
状の外枠である。フランジ６５はブロワーハウジング58
の周表面に沿って伸び、そしてダクト60周囲のブロワー
空洞64をシールするためにシール52に固定して取り付け
られる。その結果、ブロワー空洞64はブロワー48の出口
を完全に閉鎖および囲み、ダクト60を通じてブロワー48
から加圧空気を運びおよび方向付ける。
【００３６】ダクト60は、ブロワー空洞64と強制換気装
置62の内部との間に伸びる導管である。ダクト60は、加
圧空気がブロワー空洞64から真空チャンバー44を通過し
て強制換気装置62へと流れる気密な経路を提供する。
【００３７】強制換気装置62は、一般に、側壁66、後壁
67、界面壁68および上面壁69a、69bを含む複数の壁から
形成されるシールされた区画である。強制換気装置62を
形成する区画は、加圧空気を含み、そして基材支持体22
（図１に示される）に沿って基材12に加圧空気を向ける
形状にされる。特に、界面壁68は後壁67と対向して伸
び、そして好ましくはロール32（図１に示される）に隣
接する弧状表面38を規定する。後壁67は入口70を規定
し、その一方、界面壁68は複数の出口72を規定する。入
口70は、加圧空気をダクト60から強制換気装置62へ侵入
させるためにダクト60と接続するサイズの、後壁67を通
じて伸びる開口部である。出口72は、強制換気装置62の
内部と連絡するための界面壁68を通じて伸びる弧状表面
38に沿った孔である。出口72は、好ましくは、強制換気
装置62内の加圧空気が出口72を通じて逃れ、そして真空
チャンバー44によりリサイクルまたは再循環される前に
基材12に吹き当たるように位置しそして配向される。
【００３８】真空チャンバー44は、基材支持体22（図１
に示される）のロール32に隣接する基材12からブロアー
48に伸びる細長い流体または空気流通路である。真空チ
ャンバー44は、入口80、チャンネル82および出口84を含
む。入口80は、好ましくは、基材の表面を横切る空気の
均一な引き抜きのために基材12に隣接する全表面38を横
切る圧力チャンバー42の出口72と、基材支持体22との間
に散在される。入口80は、表面38とチャンネル82との間
を表面38に沿って伸びる。チャンネル82は、好ましく
は、表面38に沿って伸びる細長い導管(trough)を備え、
そして真空チャンバー44と入口80との間の連絡を提供す
るために、入口80から凹部として形成される。真空チャ
ンバー44の出口84は真空チャンバー44およびブロワー48
の入口との間を連絡する。その結果、ブロワー48は出口
84を通して真空チャンバー44から空気を引き抜き、ひと
たび加熱空気が基材12上に吹き当てられたら、入口80を
通じて基材12および基材支持体22から加熱空気を引っ張
り部分的真空を作り出す。
【００３９】例示された好ましい実施態様では、真空チ
ャンバー44は側壁86および後壁87を備える。側壁86は強
制換気装置62の側壁66から間隔を置いて配置され、その
一方後壁87は強制換気装置62の後壁67から間隔を置いて
配置され、真空チャンバー44を構成する流体または空気
流通路を規定する。真空チャンバー44が強制換気装置62
を部分的に囲うこの好ましい構成の結果、強制換気装置
62の側壁66および後壁67が、強制換気装置62の外壁およ
び真空チャンバー44の内壁として供されることにより、
強制換気装置62および真空チャンバー44の両方の境界を
形成する。その結果、対流ユニット26はよりコンパクト
でかつより安価に製造できる。
【００４０】図２にさらに示されるように、真空チャン
バー44の後壁87はシール52および54を支持し、かつ出口
84および開口部90を規定する。シール52は、後壁87の外
表面に、ブロワーハウジング58のフランジ65と整列して
ダクト60および出口84を取り囲むように固定して取り付
けられる。シール52は、好ましくは、フランジ65と後壁
87との間に圧縮される泡ガスケットを備え、ブロワーハ
ウジング58とダクト60との間をシールする。
【００４１】シール54は、真空チャンバー44の出口84の
まわりの後壁87の外表面に強固に結合する。シール54は
また、ブロワー48の入口を取り囲むように位置する。シ
ール54は、真空チャンバー44の出口84とブロワー48の入
口との間をシールする。シール54は好ましくは泡ガスケ
ットを含む。
【００４２】開口部90は壁87を通じて伸び、そしてダク
ト60を受け入れるサイズである。ダクト60は、後壁87内
の開口部90と強制換気装置62の後壁67内の開口部70との
間に伸びる。ダクト60は、好ましくは、後壁67と87の両
方に溶接することによりシールされる。あるいは、ダク
ト60は、ガスケットまたは他の従来のシール機構によ
り、真空チャンバー44の後壁67および87との間に作り出
された真空とダクト60を通じる高圧空気流を分離するよ
うに後壁67および87の両方に近接してシールされ得る。
【００４３】ブロワー48は、圧力チャンバー42内の空気
を加圧し、そして真空チャンバー44内で部分的真空を作
り出す。ブロワー48は、一般に、入口92および出口94を
有する従来の既知のブロワーを備える。ブロワー48は、
好ましくは、入口92を、シール54により取り囲まれた真
空チャンバー44の出口84と整列するように、ブロワーハ
ウジング58内に、かつそれを部分的に通って取り付けら
れる。その結果、ブロワー48は、真空チャンバー44の出
口84を通じかつ入口92を通じて真空チャンバー44から空
気を引っ張り、真空チャンバー44内で部分的真空を作り
出す。ブロワー48は、出口94を通じて空気を追い出し圧
力チャンバー42内で空気を加圧する。ブロワー48の出口
94はまた、圧力チャンバー42の入口56として供される。
【００４４】全体で、ブロワー48は、圧力チャンバー42
内の空気を加圧することにより、および真空チャンバー
44から空気を引き抜くことにより空気の流れまたは空気
流を駆動する。矢印96aで示されるように、空気は、ブ
ロワー48から開口部94を出てブロワー空洞64中に放出さ
れてブロワー空洞64内の空気を加圧する。加圧空気流
は、ブロワー空洞64からダクト60を通じて強制換気装置
62内に矢印96bによって示されるように流される。一旦
強制換気装置62内に入れば、加圧空気は、出口72を通じ
て逃れ、基材12に吹き当たり、矢印96cで示されたよう
に基材12上のコーティングの乾燥を助ける。一旦空気が
基材12（図１に示される）上に吹き当たると、真空チャ
ンバー44内の真空圧力が入口80を通じて基材12から真空
チャンバー44中に加熱空気を引っ張る。矢印96dで示さ
れるように、ブロワー48の入口92で作り出される真空圧
力は、加熱空気が出口84に到達するまで、チャンネル82
を通じて、かつ側壁66および86と、後壁67および87との
間を通じて空気を引っ張り続ける。最後に、矢印96eで
示されるように、ブロワー48の入口92で作り出された真
空圧力は、真空チャンバー44の出口84を通じて、空気が
もう一度再循環されるブロワー48の入口92内へ空気を吸
い込む。
【００４５】ヒータ50は、対流ユニット26内の再循環空
気を熱する。図２で示されるように、ヒータ50は、好ま
しくは、空気が入る強制換気装置62の直前の圧力チャン
バー42内で空気を熱する。好ましくは、ヒータ50は、ダ
クト60内に位置し、かつ支持され、ダクト60を通じる空
気流れは（矢印96dで示されるように）、ヒータ50を通
りかつ横切って流れ、ダクト60を通じる空気流の温度を
上昇させる。ヒータ50は、約1200コF(649℃）の温度に達
し、ダクト60を通じて通過する空気に熱を効果的に移動
する。ヒータ50は、好ましくは、商標FINBARのもとでS
t.Louis,MissouriのWatlowにより供給されるようなフィ
ンヒータを含む。ヒータ50は、対流ユニット26のダクト
60内に取り付けられるフィンヒータを構成するとして図
示されているが、ヒータ50は、空気に熱およびエネルギ
ーを移すための種々の周知の従来の加熱機構の任意の一
つを備え得る。さらに、あるいはヒータ50は、圧力チャ
ンバー42または真空チャンバー44のいずれかの中で空気
に熱を移動するように位置し得る。さらに、あるいはヒ
ータ50はまた、対流ユニット26全体に位置する複数の加
熱ユニットを備え得る。例えば、あるいはヒータ50は、
ダクト60内に位置するフィンヒータ、および商標WATTRO
DのもとでSt.Louis,MissouriのWatlowにより供給される
ような強制換気装置62内に取り付けられるロッドヒータ
を含む。
【００４６】温度センサ51は、好ましくは、ヒータ50と
強制換気装置62との間のダクト60内に取り付けられた熱
電対を備える。温度センサ51は、強制換気装置62内に入
る空気の温度を感知する。温度センサ51により感知され
た温度は、ヒータ50を調節するためのコントローラー31
（図１に示される）により使用される。特に、ダクト60
を通じて流れる空気に移動する熱の量は、ヒータ50の温
度を調整することにより、または圧力チャンバー42内に
含まれ、そしてダクト60を通じて流れる空気の圧力を調
整するためのブロワー48を調整することにより調節され
得る。認識され得るように、あるいは、温度センサ51
は、強制換気装置62内を含む対流ユニット26内の広範囲
の種々の代わりの位置に位置され得る。
【００４７】図３は、表面38、出口72および入口80をよ
り詳細に図示する対流ユニット26の前面側から見た斜視
図である。図３により最も良く示されるように、壁の弧
状表面38は、互いにわずかに角度を有して配置される９
つの小面98を有し、弧状断面形状を有する弧状表面38を
提供する。小面98の各々は、その長さに沿って多数の出
口72を備える。出口72は、好ましくは、各小面98の長さ
に沿ってかつ小面98間に一様に分散され、基材12（図１
に示される）に対して均一な空気流れを提供する入口ア
レイ100を確保する。入口アレイ100は、好ましくは、対
流流れによりおよび熱物質移動を最適化にするような形
状である。表面38に沿った出口72の特定のサイズおよび
分布は、Holger Martinの「吹き当たりガスジェットと
固体表面との間の熱および物質移動」（Advances in He
at Transfer Journal, Vol.13,1977,1〜60頁（本明細書
中に参考として援用される）に見出される最適な熱およ
び物質移動研究ならびに計算に基づく。特に、約2,000
より大きいかまたは約2,000に等しいレノルズ値を有す
る撹流であると仮定すると、出口72のサイズは、以下の
等式に基づく： S=1/5H ここで、Sは出口72を構成するオリフィスの直径であ
り、そしてHは出口72と基材の表面との間の距離であ
る。最適のオリフィスサイズであると仮定すると、出口
72の間の間隔は一般に以下の等式に基づく： L=7/5H ここで、Lは出口72の間の間隔であり、そしてHは出口72
と基材表面との間の距離である。最適化等式で呈示され
るように、出口72の各々のサイズおよびに出口72の数
は、表面38と基材支持体22により支持される基材12（図
１に示される）との間の距離に依存する。出口72の最適
空間配列（すなわち、移動表面の単位面積あたり、所定
のブロワー定格出力に対して最も高い平均移動係数を生
じる幾何学的変数の組み合わせ）は、出口72の一様に間
隔を置いて配置されたアレイについては以下の３つの幾
何学的変数に依存する：出口72のサイズ、出口から出口
の間隔および表面38と基材12との間。入口アレイ100の
配置はまた、ブロワー48により作り出される静圧力に依
存する。
【００４８】図示された好ましい実施態様では、表面38
は表面積が約450平方インチであり、そしてロール32の
表面35（図１に示される）から約１インチだけ一様に間
隔を置いて配置されている。ブロワー48は、好ましく
は、強制換気装置62内で約４インチ静水圧を作り出す。
対流ユニット26から空気の損失が最小であるので、ブロ
ワー48はまた、真空チャンバー44内でほぼ同量の真空を
作り出す。表面38は、１平方インチあたり約1.20の出口
72の割合で、表面38を横切るほぼ六方形のアレイパター
ンで分散している約378の出口72を備える。出口72の各
々は好ましくは約0.25インチの直径を有する環状オリフ
ィスである。出口72を出る加熱空気の速度を低くするた
めに、出口72の直径は、計算された0.2インチの最適値
から約0.25インチの好適直径まで増大された。出口72の
拡大された直径の結果、出口72間の間隔（0.5インチ）
は、最適の間隙（1.4インチ）より小さく、入口80の適
切な表面積を確保する。出口72は好ましくは環状形態で
あるが、あるいは出口72はスロット状を含む種々の異な
る形状を有し得る。さらに、出口72は、加熱空気また他
の加熱ガスを基材に向ける環状またはスロット状ノズル
を備え得る。対流ユニット26の好ましい実施態様では、
加熱空気は出口72の各々を通って流れ、１時間あたり約
25マイル（１秒あたり36フィート）の速度で基材に吹き
当たる。出口72を通って流れる空気は、好ましくは、１
時間あたり30マイルの最大速度を有し、基材12の表面を
横切るコーティングの意図しない動きを防ぐ。認識され
得るように、空気の流れの最大速度は、特定の基材およ
び基材に塗布された特定のコーティングに依存する。
【００４９】入口80は、一般に、表面38の裏面にあるチ
ャンネル82（図２に示される）と連絡する、表面38に沿
って一様な間隔を置いて配置された開口部を備える。入
口80は、一旦加熱空気が基材上で最初に吹き当たれば、
真空チャンバー44内のブロワー48により作り出された部
分真空が、入口80を通って真空チャンバー44へ加熱空気
を引っ張るように、表面38と真空チャンバー44との間を
連絡する。図３に示されるように、入口80は小面98の間
を表面38に沿って伸びる。入口80は好ましくは可能な限
り大きなサイズであり、その一方、弧状壁68の構造的一
体性を維持し、そしてまた適切な数の表面38に沿った適
切なサイズの出口72を提供する。入口80は、好ましく
は、可能な限り大きなサイズであるため、入口80は、真
空チャンバー44内のブロワー48により作り出される真空
により、基材に沿って真空チャンバー44内へ大量の加熱
空気を引き抜き、対流ユニット26からの加熱空気の損失
を最小にする。同時に、可能な限り大きな入口80を形成
することによって、入口80を通じる吸い込みを減少さ
せ、出口72を通過する加熱加圧空気が、入口80を通って
真空チャンバー44中に引き抜かれる前に基材上に吹き当
たることを確実にする。
【００５０】例示された好ましい実施態様では、表面38
は、450平方インチの表面38を横切って80の入口を備え
る。入口80の各々は１平方インチずつの開口部またはオ
リフィスである。その結果、表面38は約80平方インチの
真空入口を有する。表面38はまた18.55平方インチの加
圧出口72を有する。表面38を横切る出口面積に対する入
口面積の比（すなわち、真空オリフィス面積に対する圧
力の比）は約0.23である。言い換えれば、基材12と圧力
チャンバー42との間を連絡する開口部平方インチ毎に、
表面38は、基材12と圧力チャンバー44との間を連絡する
約4.34平方インチの開口部を有する。真空チャンバー入
口開口部に対する圧力チャンバー出口開口部のこの比
は、基材12からの加熱空気を適切に引き抜く間、対流ユ
ニット26が、加熱空気が十分に基材12に吹き当たり、対
流ユニット26からの加熱空気の損失を最小にし、そして
また基材12に沿った空気起点圧を最小化することにより
乾燥効率を改善することを可能にする、ということが発
見された。
【００５１】図４は、温度センサ30を有するロール32お
よびエネルギーエミッタ24の断面図である。図４に最も
良く示されるように、ロール32は、外壁110および１対
の対向する端部平板112、114を有する細長い円筒形形状
の中空ドラムである。壁110は外表面35および外表面35
に対向する内表面118を有する。外表面35は基材12（図
１に示される）に接触しそして支持する。なぜなら壁11
0は、表面118および34を備え、アルミニウムのような高
熱伝導性物質から形成されているので、熱が壁110を通
じて熱的に伝達され、そして基材12（図１に示される）
により吸収される。
【００５２】末端板112、114は、ロール32の対向する両
端部で壁110に係合して固定される。壁110および側平板
112、114は、エネルギーエミッタ24を含む実質的に閉じ
た内部を形成する。
【００５３】エネルギーエミッタ24は、表面118へエネ
ルギーまたは熱を発する。表面118は、表面35により支
持される基材に壁110を通じて熱を伝達する。図４に最
も良く示されるように、エネルギーエミッタ24は、好ま
しくは、ロール32の長さ沿ってロール32内に配置された
複数の別個のエネルギーエミッタ24a-24iを備える。エ
ネルギーエミッタ24a-24iは、好ましくは、ロール32の
全円内周表面に沿って伸び、そしてロール32の長さの実
質的部分に沿って伸びるように横に並んで配置される。
エネルギーエミッタの各々はドラム32の全内径を十分に
とり囲むために構成された直径を有する。図４に示され
るように、エネルギーエミッタ24a-24iの各々は、一般
に、拡径機構122の調整により、ロール32の表面118と直
接物理的に接触するように配置された外表面120を有す
る環状の薄いバンドを備える。拡径機構122は、各バン
ドヒータの直径を、ロール32の表面118に対して確実に
表面120に位置するように調整されるようにする。エネ
ルギーエミッタ24a-24iの各々は好ましくは約２インチ
の幅を有する。
【００５４】エネルギーエミッタ24a-24iの各々は、電
送性ロール32の長さに沿ってエネルギーを選択的に発す
るように選択的に制御可能である。その結果、壁110を
通じて表面35により支持された基材に伝達されるエネル
ギーまたは熱の量は、基材および基材に塗布されたコー
ティングの特徴に依存して選択的に変動し得る。例え
ば、その上にあるコーティングが乾燥されている基材
が、ロール32の長さに対して減少された幅を有するなら
ば、１つまたはそれ以上のエネルギーエミッタ24a-24i
が、低量の熱、または全く熱を発せずエネルギーを節約
し、そして基材上のコーティングの乾燥によりよい制御
を維持するように、選択的に制御される。基材の幅に沿
った基材の選択された部分が、適切な乾燥のために異な
る量の熱を必要とする種々のタイプまたは量の基材上の
コーティングを有する場合、エネルギーエミッタ24a-24
iは、基材の部分の各々に特異的なコーティング乾燥要
件に合わせるために選択的に制御され得る。その結果、
エネルギーエミッタ24a-24iは、より少ないエネルギー
でかつ基材に付与される熱をより大きく制御して効果的
に基材上のコーティングを乾燥し、基材の焦げ付きまた
は変色のような損傷なしに、最適の乾燥時間を提供す
る。
【００５５】例示された好ましい実施態様では、エネル
ギーエミッタ24a-24iは、好ましくは、大直径の吹かれ
て作られるフィルムのダイ直径内側を熱するために従来
使用されているようなバンドヒータを備える。なぜな
ら、エネルギーエミッタ24a-24iは、好ましくは、バン
ドヒータを含むので、ロール32の全体質量は低い。その
結果、ロール32は、複雑な駆動機構なしにロール32のま
わりの基材の移動とともに回転する遊びロールとして作
用する。結果的に、乾燥システム10の製造、構造および
コストはより単純でかつ安価である。好ましいバンドヒ
ータは、Watlow of St. Louis,Missouriより供給され
る。
【００５６】エネルギーエミッタ24a-24iはバンドヒー
タとして図示されているが、あるいは、エネルギーエミ
ッタ24は、抵抗エネルギーエミッタ、伝導性エネルギー
エミッタおよび放射エネルギーエミッタのような、種々
の周知のエネルギーエミッタの任意の１つを備える。放
射エネルギーエミッタの例は、管状石英赤外線ランプ、
石英管ヒータ、金属ロッドシートヒータおよび種々の異
なる波長および放射エネルギーレベルを有する放射線を
発する紫外線ヒータを含む。あるいは、例えば、エネル
ギーエミッタ24は、ロール32の長さに沿って端部と端部
が整列し、そしてロール32の全内表面の周りに横になら
んで配置された複数の放射線を発するランプを備える。
バンドヒータについて言えば、端部と端部が接した放射
線を発するランプの選択的制御を用い、壁110とロール3
2の長さに沿った壁110に接触する基材との選択され制御
加熱を提供し得る。
【００５７】エネルギーエミッタ24a-24iは、スリップ
リングアセンブリ25を通じて力を受ける。図４に示され
るように、スリップリングアセンブリ25は、エネルギー
エミッタ24c、24fおよび24iに電力を供給する配線ワイ
ヤ119を備える。スリップリングアセンブリ25はまた、
エネルギーエミッタ24a、24b、24d、24e、24g、24hに同
様に電力を供給するためのさらなる配線ワイヤ（図示せ
ず）を備える。
【００５８】図４にさらに示されるように、温度センサ
30は、エネルギーエミッタ24a-24iに対応する複数の個
々の温度センサ30a-30iを備える。温度センサ30a-30i
は、好ましくは、表面35上をすべるように、ロール32の
表面35に隣接して支持された従来既知の熱電対を備え
る。温度センサ30a-30iは、ロール32の長さに沿った表
面35においてロール32の温度を感知する。コントローラ
ー31（図１に示される）は、センサ30a-30iにより感知
される温度を用い、エネルギーエミッタ24a-24iを制御
する。その結果、センサ30a-30iは、エネルギーエミッ
タ24a-24iの閉ループの温度制御のためのフィードバッ
クを提供し、ロール32の全長に沿って表面35の温度を正
確に制御する。表面35の表面温度は、一定であり得る
か、または基材の幅を横切って変動する乾燥の必要性に
基づいて、ロール32の長さに沿って選択的に変動し得
る。
【００５９】図５は、乾燥システム10の拡大部分断面図
である。図５に最も良く示されるように、乾燥システム
10は、対流ユニット26および28を取り囲み、そして対流
ユニット26および28と、対流ユニット26、28を絶縁する
ための殻130との間の無効空気スペース191を規定する外
殻130を備える。
【００６０】図５にさらに示されるように、基材12の裏
面16は、ロール32と対流ユニット26および28との間のロ
ール32の表面35に緊密に物理的に接触して位置する。エ
ネルギーエミッタ24a（および図４に示される残りのエ
ネルギーエミッタ24b-24i）は、基材12と対向するドラ
ム32の表面118と緊密に物理的に接触して位置する。エ
ネルギーエミッタ24は、表面35に向かって熱の形態でエ
ネルギーを発する。この熱は、基材12の裏面16まで、ロ
ール32の壁110を形成する高熱伝導性物質を横切って伝
導する。基材12は、この熱を吸収し、水または溶剤のい
ずれかである、基材12に塗布されるコーティングのベー
スを蒸気に転換する。同時に、表面35は高熱伝導性なの
で、ロール32は、インクのような湿式コーティングを担
持しない基材12の表面14上の領域から過剰な熱を伝導す
る。その結果、湿式コーティングを含有しない基材12の
この領域は熱しすぎてもこげつかない。同時に、ロール
32はまた、インクのような湿式コーティングを含有する
基材12の表面14上の領域と接触するので、ロール32は、
これらの領域に過剰の熱を伝導し、戻して基材12上のコ
ーティングを乾燥するために必要な乾燥時間およびエネ
ルギー量を減少する。
【００６１】表面35の表面温度を正確に制御するため
に、温度センサ30は、基材12がロール32のまわりに覆わ
れる直前の表面35の温度を感知するために表面35上を滑
る。その結果、エネルギーエミッタ24は、温度センサ30
からの感知温度に基づいて正確に制御され、表面35の表
面温度およびエネルギーエミッタ24およびロール32によ
り基材12に付与される熱を正確に制御し得る。
【００６２】基材12がエネルギーエミッタ24からロール
32を通じて伝導された熱を吸収すると同時に、基材12は
また対流ユニット26および28からの熱を吸収している。
矢印126により示されるように、出口72は、基材12の表
面14に向かって、強制換気装置62内に加熱高圧空気を向
ける。上記で議論したように、出口72は、真空チャンバ
ー44の入口80からの相対的により小さい真空または吸引
にも関わらず、基材12の表面14上に吹き当てるように、
十分な速度および運動量で基材12に向かって加熱高加圧
空気を向けるような好ましいサイズと数である。基材12
の表面14に衝突する加熱空気は、熱を基材12上のコーテ
ィングに送達し、コーティングの水または溶剤の蒸気へ
の変換を補助し、基材12上のコーティングを乾燥する。
一旦加熱空気が基材12の表面14に吹き当てられたら、空
気の速度および運動量は実質的に減少する。この点で、
真空チャンバー44（図２に示される）内のブロワー48に
より作り出された真空は、入口80を通じてチャンネル82
中へ加熱空気を引っ張り、そこで加熱空気は、再加圧お
よび再加熱のためにブロワー48に戻って再循環される。
その結果、一旦加熱空気が基材12上に吹き当たれば、加
熱空気は、ブロワー48（図２に示される）へ戻って再循
環されることによりリサイクルされる。その結果、加熱
空気の実質的な部分は再循環のためにブロワー48へ戻さ
れる。なぜなら加熱空気の実質的な部分は基材12上で吹
き当たった後に乾燥システム10から逃されないので、乾
燥システム10は大容量の空気として熱する必要はなく、
そしてそれ故よりエネルギー効率的である。さらに、ブ
ロワー48および真空チャンバー44により作り出された吸
い込みもまた、より少ないエネルギーおよびより少ない
時間で、出口72を通じて流れる加熱空気により基材12上
のコーティングを効果的に乾燥し得る。代表的な対流乾
燥器は、一旦加熱空気が乾燥されているコーティング上
に吹き当たれば、単に大気圧に依存して加熱空気を抜
く。一旦加熱空気がコーティングおよび基材に衝突すれ
ば、この空気は、コーティングおよび基材上に空気の層
またはクッションを形成し、穏やかな逆圧を作り出した
ことが発見された。結果的に、この空気のクッションま
たは層は、高速の空気が、コーティングおよび基材上に
連続的に到達し、かつ吹き当たることを妨害および阻止
する。真空チャンバー44の開口部80を通じて作られた真
空は、加熱空気を引き抜き、一旦加熱空気がコーティン
グおよび基材上に衝突するかまたは吹き当たれば、コー
ティングおよび基材上の空気の停滞したクッションの形
成を最小にするかまたは阻止する。真空チャンバー44の
入口80を通じて作り出された真空はまた、基材およびコ
ーティング近傍から蒸気飽和空気を除去し、低い相対湿
度の空気が、コーティングに衝突し、放出された蒸気を
さらに吸収し得る。
【００６３】強制換気装置62内の空気の低い相対湿度を
維持するために（好ましくは約１％〜５％の間の相対湿
度）、極度に少量の循環する空気（好ましくは１分間あ
たり約40立方フィート）を乾燥システム10内の実在する
開口を通じて逃す。これらの実在の開口部は、対流ユニ
ット26、28の各々の外壁の間にあり、これらは好ましく
は共にリベット付けされたポップ(pop)である。あるい
は、従来の排気システムを用いて、蒸気飽和空気を除去
し、乾燥システム10内を循環する空気の相対湿度を制御
し得る。なぜなら、乾燥システム10は、大容量の加熱空
気を外側の環境へ逃すよりはむしろ、加熱空気の大部分
を再循環するので、使用者は、システムを稼働するため
に建物から空気調節された大容量の空気を除去する必要
はない。結果として、乾燥システム10はエネルギーを保
存する。
【００６４】全体で、乾燥システム10は、基材の表面に
塗布されたコーティングを、低コストで少ないエネルギ
ーでかつ短時間で効果的に乾燥する。なぜなら、エネル
ギーエミッタ24は、ロール32の長さに沿って選択的にエ
ネルギーを発するように制御され得るので、ロール32の
長さに沿って送達される熱の量は、基材およびコーティ
ングの変動する乾燥要求に基づいて変動し得る。温度セ
ンサ30は、ロール32の長さに沿った表面温度の正確な制
御をさらに可能にし、基材12に送達される熱量を制御す
る。その結果、エネルギーエミッタ24から基材12に付与
される熱量は、最短時間で最も少量のエネルギーで基材
上のコーティングを効果的に乾燥するように制御され得
る。なぜなら、真空チャンバー44内のブロワー48（図２
に示される）により作り出された真空は、基材から空気
を引き抜き、一旦加熱空気が基材上に吹き当たれば、乾
燥システム10は、基材およびコーティングに隣接するよ
り効率的な空気循環を達成し、基材上のコーティングを
より効率的に乾燥する。さらに、加熱空気は環境へ放出
されるというよりはむしろ再循環されるので、システム
10は、高温まで空気を熱するためにより少ないエネルギ
ーで済み、そしてまた外部環境の冷却コストを節約す
る。
【００６５】より少ないエネルギーの乾燥コーティング
に加えて、乾燥システム10は、代表的な乾燥システムよ
りコンパクトで、製造にはより単純でかつ安価である。
圧力チャンバー42および真空チャンバー44の配列に起因
して、乾燥システム10はコンパクトでよりスペースを必
要としない。その単純な構造および（例えば、エネルギ
ーエミッタ24を備えるバンドヒータのような）軽量の要
素に起因して、乾燥システム10は軽量でそして容易に製
造できる。エネルギーエミッタ24は、好ましくは、バン
ドヒータを備えるので、ロール32およびヒータ24は極度
に低い質量を有する。その結果、ロール32は、製造コス
トおよび稼働コストの両方を増加させる複雑な駆動機構
を必要としない。まとめていえば、乾燥システム10は、
基材の表面に塗布される湿式コーティングを乾燥するた
めにコスト的で効率的な装置を提供する。
【００６６】図６は、乾燥システム10の別の実施態様で
ある、乾燥システム210の概略斜視図である。乾燥シス
テム210は、付加的にプリンター213および215ならびに
基材折りたたみバー217をさらに備える。乾燥システム2
10は、乾燥システム210が基材12の表面14および表面16
の両表面に塗布された乾燥コーティング用に別に形成さ
れていることを除いて、図１〜５に図示された乾燥シス
テム10と実質的に類似している。特に、乾燥システム21
0は、ロール232aおよびロール232bの２つのロールを備
える基材支持体22を備える。ロール232aおよび232bの各
々は、乾燥システム10のロール32と実質的に同一であ
る。ロール232aおよび232bの各々は単一の心棒223の軸2
41のまわりを自由に回転する。ロール32についてのよう
に（図１〜５に示す）、ロール232aおよび232bの各々
は、ロール232aおよび232bを通じて伝導されるエネルギ
ーを発するエネルギーエミッタ24を備える基材12上のコ
ーティングを乾燥する。エネルギーエミッタは、好まし
くは、バンドヒータを備えるので、ロール232aおよび23
2bは、複雑なスペースを消費する駆動機構を必要としな
い。結果的に、ロール232aおよび232bは、端部と端部と
が互いに相対的に緊密に隣接して配置され得る。その結
果、ロール232aおよび232bは、単一の乾燥ユニットで基
材の両側を乾燥するために対流ユニット26と28との間に
コンパクトに位置され得る。温度センサ30は、コントロ
ーラー31により用いられるロール232aおよび232bの温度
を感知し、各ロール232aおよび232b内のエネルギーエミ
ッタ24を個々に制御する。また乾燥システム10について
のように、乾燥システム210は、ロール232aおよび22bの
大部分を弧状に取り囲むよく似た対流ユニット26および
28を備え、ロール232aおよび232bにより支持された基材
12に選択された速度で加熱加圧空気を向け、コーティン
グに熱をさらに送達する。一旦加熱空気が基材12上に吹
き当たれば、加熱空気は上述のように引き抜かれ再循環
される。
【００６７】稼働中は、プリンター213は基材12の表面1
4にコーティングを塗布する。次いで、基材12は、ロー
ル232aにのまわりの対流ユニット26の第１の端部に進
み、その一方熱が矢印245で示されたようにコーティン
グに付与されて、基材12の表面14上のコーティングを乾
燥する。一旦コーティングが基材12の表面14で乾燥すれ
ば、基材12は矢印247により示されたようにロール232a
から引き抜かれる。一旦基材12がロール232aから引き抜
かれたら、基材折り返しバー217は、好ましくは基材12
を裏返しまたはひっくり返し、そしてプリンター215
は、基材12の表面16に第２のコーティングを塗布する。
矢印249で示されたように、次いで、基材12は、ロール2
32bと接触している表面14を有するロール232bのまわり
に進み、その一方で表面16に塗布された第２のコーティ
ングが乾燥される。一旦第２のコーティングが、基材12
の表面16上で乾燥したら、基材12は、対流ユニット26と
28との間から引き抜かれ、そして基材12が基材12のさら
なる処理のために第２の対向する側部に到達するまで矢
印251で示されたように位置ロール20のまわりを進む。
乾燥システム210は、単一のコンパクトな乾燥ユニット
を有する、基材の両表面に塗布されるコーティングの迅
速で効率的な乾燥を提供する。
【００６８】本発明を、好ましい実施態様への参照と共
に記載したが、当該業者は、本発明の精神および範囲か
ら逸脱することなく形態および詳細を改変し得るという
ことを認識する。
【００６９】
【発明の効果】本発明によれば、乾燥システムは、基材
の表面に塗布されたコーティングを、低コストで少ない
エネルギーでかつ短時間で効果的に乾燥する。より少な
いエネルギーの乾燥コーティングに加えて、乾燥システ
ムは、代表的な乾燥システムよりコンパクトで、製造に
はより単純でかつ安価である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、基材支持体に隣接する一対の対流ユニ
ットを備えるコーティング乾燥システムの側部の立面図
である。
【図２】図２は、対流ユニットの一部を分解した対流ユ
ニットの後部の斜視図である。
【図３】図３は、対流ユニットの前部の斜視図である。
【図４】図４は、基材支持体の拡大断面図である。
【図５】図５は、乾燥システムの拡大された部分断面図
である。
【図６】図６は、乾燥システムの別の実施態様の概略斜
視図である。
【符号の説明】
１０ コーティング乾燥システム １２ 基材 １４ 表面 １６ 基材の裏面 １８ 外枠 ２０ 位置決めロール ２２ 基材支持体 ２４ エネルギーエミッタ ２５ スリップリングアセンブリ ２６，２８ 対流ユニット ３０ 温度センサ ３１ コントローラー ３２ ロール ３３ 軸 ３４ 軸受
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 597121429 6425 Ｆｌｙｉｎｇ Ｃｌｏｕｄ Ｄｒｉ ｖｅ， Ｅｄｅｎ Ｐｒａｉｒｉｅ Ｍｉ ｎｎｅｓｏｔａ 55344， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基材に塗布されたコーティングを乾燥す
    るため乾燥システムであって、該乾燥システムが：該基
    材を支持するための長さおよび周表面を有する熱伝導性
    ロール；エネルギーを発するための伝導性ロールの長さ
    に沿って該伝導性ロール内に配置された多数のエネルギ
    ーエミッタ；および該伝導性ロールの長さに沿ってエネ
    ルギーを選択的に発する多数の該エネルギーエミッタを
    制御するための手段を備える、乾燥システム。
  2. 【請求項２】 前記多数のエネルギーエミッタが多数の
    バンドヒータを備える、請求項１に記載の乾燥システ
    ム。
  3. 【請求項３】 前記伝導性ロールの長さに沿って前記基
    材の温度を感知する手段を有し、ここで多数の前記エネ
    ルギーエミッタを制御する手段が、該感知された温度に
    基づいて、伝導性ロールの長さに沿って該エネルギーエ
    ミッタによって発せられるエネルギーを変化させる、請
    求項１に記載の乾燥システム。
  4. 【請求項４】 前記温度を感知する前記手段が、前記伝
    導性ロールの長さに沿って間隔の空いた多数の熱伝対を
    備える、請求項３に記載の乾燥システム。
  5. 【請求項５】 前記伝導性ロールによって支持された前
    記基材に加熱空気を吹き当てるための該伝導性ロールに
    隣接した少なくとも１つの対流ユニットを備える、請求
    項４に記載の乾燥システム。
  6. 【請求項６】 前記基材に加熱空気を向ける手段であっ
    て、該手段は入口を備え；および該加熱空気が該基材に
    一旦当てられて、該入口に加熱空気を戻すための循環手
    段を備える、請求項５に記載の乾燥システム。
  7. 【請求項７】 前記加熱空気を前記基材に向ける手段
    が：前記ロールの第１弧状部分に加熱空気を吹き当てる
    ための該ロールの第１弧状部分を弧状に取り巻く第１対
    流ユニット；該ロールの第２弧状部分に加熱空気を吹き
    当てるための該ロールの第２弧状部分を弧状に取り巻く
    第２対流ユニット；および該第１対流ユニットおよび該
    第２ユニットを選択的に制御する手段を備える、請求項
    ５に記載の乾燥システム。
  8. 【請求項８】 基材に塗布されたコーティングを乾燥す
    るための乾燥システムであって、該乾燥システムが：該
    基材を支持するための長さおよび周表面を有する熱伝導
    性ロール；該伝導性ロールの長さに沿う該伝導性ロール
    内に配置された多数のエネルギーエミッタ；該ロールの
    長さに沿う温度を感知するために該ロールの長さに沿っ
    て間隔の空いた多数の温度センサ；該ロールの長さに沿
    って感知された温度に基づく該伝導性ロールの長さに沿
    ってエネルギーを選択的に発するための多数のエネルギ
    ーエミッタを制御する手段；および該伝導性ロールを少
    なくとも部分的に取り巻く、少なくとも１つの対流ユニ
    ットであって、該少なくとも１つの対流ユニットが：該
    基材を支持する基材支持体；該基材に隣接する圧力チャ
    ンバー、該圧力チャンバーが該基材に向けられた少なく
    とも１つの出口を備える；該基材に隣接した真空チャン
    バー、該真空チャンバーが該基材に隣接する少なくとも
    １つの入口を備える；および該真空チャンバーと連絡し
    た入口および該圧力チャンバーに連絡した出口を有する
    ブロワーを備える；乾燥システム。
  9. 【請求項９】 基材の対向する第１面および第２面に塗
    布されたコーティングを乾燥するための乾燥システムで
    あって、該乾燥システムが：該基材を支持するための長
    さおよび周表面を有する第１熱伝導性ロール、該熱伝導
    性ロールは軸の周りに回転可能に支持される；エネルギ
    ーを発するために該第１伝導性ロールの長さに沿う該第
    １伝導性ロール内に配置され、発せられる多数のエネル
    ギー；該第１伝導性ロールの長さに沿って該基材の温度
    を感知するための第１手段；該第１伝導性ロールの長さ
    に沿ってエネルギーを選択的に発するための多数の第１
    エネルギーエミッタを制御する手段；該基材を支持する
    ための長さおよび周表面を有する第２熱伝導性ロール、
    該第２伝導性ロールが、第１伝導性ロールに隣接した軸
    の周りに回転可能に支持される；エネルギーを発するた
    めに該第２伝導性ロールの長さに沿って該第２伝導性ロ
    ール内に配置された多数の第２エネルギーエミッタ；該
    第２伝導性ロールの長さに沿い該基材の温度を感知する
    ための第２手段；該第２伝導性ロールの長さに沿ってエ
    ネルギーを選択的に発するための多数の第２エネルギー
    エミッタを制御するための第２の手段；該基材に加熱空
    気を吹き当てるための該第１伝導性ロールおよび該第２
    伝導性ロールを弧状に取り巻く、少なくとも１つの対流
    ユニットであって、該少なくとも１つの対流ユニット
    が：該基材を支持する基材支持体；該基材に隣接する圧
    力チャンバー、該圧力チャンバーは該基材に向けられた
    少なくとも１つの出口を備える；該基材に隣接する真空
    チャンバー、該真空チャンバーは、該基材に隣接する少
    なくとも１つの入口を備える；および該真空チャンバー
    と連結した入口および該圧力チャンバーに連結した出口
    を有するブロワーを備える；および該基材が該第１伝導
    性ロールを取り囲むとき、該基材の第１面が該第１伝導
    性ロールに接触し、そして該基材が第２伝導性ロールを
    取り囲むとき該基材の第２面が該第２基材に接触するよ
    うに、該基材を回転させる手段を備える、乾燥システ
    ム。
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