JPS5945431B2 - 帯状物の冷却照射方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 近年紫外線、電子線等の放射線照射により硬化するイン
キ、塗料及び各種コーティング剤の利用ワ が、各種樹
脂及び照明装置の発達に伴い、実工業ラインにおいて活
溌化してきた。

このような照射源の利用による硬化処理は、従来の自然
乾燥に比して第一に処理速度が早いこと、第二に溶剤を
含まないため溶剤公害がないこと、第三に熱の影響が少
ないこと、第四に処理装置全体がコンバクトに出来るこ
と、等の種々の利点があり、従つて熱的影響を受け易く
且つ吸収性の悪い紙、フイルムに対する印刷又はコーテ
イング処理に好適である。

すなわち従来これ等の処理においては、熱風乾燥炉がそ
の熱の影響のため積極的に利用できないために、処理速
度が必然的に遅くなり、かつ装置も大形化する欠点があ
つたが、紫外線、電子線等の照射線の利用による硬化処
理技術によつてこれらの欠点は或程度改善することがで
きる。しかしながら紫外線、電子線等の放射線源を利用
する場合といえども熱の発生は皆無ではないので、被処
理物の種類、コーテイングの種類によつては、熱的影響
を受けることがある。

例えば紫外線又は電子線硬化塗料をフイルム帯状物に塗
装し、照射領域に搬送した場合、被塗物の温度上昇によ
り、フイルム帯状物が熱変形を起すばかりでなく、塗料
成分の一部が蒸散したり発泡を生じたりして所期の塗膜
性能が得られないことがある。又放射線照射を活用する
場合大気中の酸素がその硬化反応に悪影響を及ぼすこと
が知られており、このため雰囲気を炭酸ガス、窒素ガス
等の不活性ガスにより置換し、硬化反応を円滑にする工
夫もなされているが、不活性ガスそのもののコストが工
業的採算上しばしば問題にされる。

被照射物の冷却については、その表面に大量の空気を吹
付ける方法もあるが、照射源の強さとの゛関連において
、充分な効果が得られないことも多く、処理速度の速い
時には処理設備を長大にしなければならず実用上の制約
より自づと限度がある。

本発明は大気中の酸素の影響と照射線の熱的影響を同時
に除去し、且つ照射エネルギーの減衰を ５極力防止す
ることを目的とするものである。すなわち本発明は、表
面塗膜を施した連続又は非連続の帯状物からなる被塗物
を紫外線、電子線等の放射線照射処理領域に給送し、被
塗物を硬化後これを取出す方法において被塗物の表面に
液体 ４の薄層を形成させることにより、被塗物を冷却
しつつ硬化処理を行う帯状物の冷却照射方法を第１の発
明とし、フイルム又はシートからなる連続帯状物の表面
塗膜を紫外線、電子線等の放射線で硬ノ化処理する装置
において、放射線照射領域に給送される連続帯状物の塗
膜表面に冷却液層を形成させるための冷却液体の供給装
置を設けた帯状物の冷却照射装置を第２の発明とし、フ
イルム又はシートからなる連続帯状物の表面塗膜を紫外
線、電子線等の放射線で硬化処理する装置において、放
射線照射領域に給送される連続帯状物の塗膜表面に冷却
液層を形成させるための冷却液体の供給装置並びに移動
する連続帯状物の下部に接近して、両側に立上り部を有
する液体受樋を設けた帯状物の冷却照射装置を第３の発
明とし、フイルム又はシートからなる連続又は非連続の
帯状物の表面塗膜を紫外線、電子線等の放射線で硬化処
理する装置において、線源に対向して被塗物を搬送する
ためのベルトコンベアを設け、放射線照射領域に給送さ
れる帯状物の塗膜の表面に冷却液層を形成させるための
冷却液体の供給装置を設けた帯状物の冷却照射装置を第
４の発明とし、フイルム又はシートからなる連続又は非
連続の帯状物の表面塗膜を紫外線、電子線等の放射線で
硬化処理する装置において、線源に対向して被塗物を搬
送するためのベルトコンベアを設け、放射線照射領域に
給送される帯状物の塗膜の表面に冷却液層を形成させる
ための冷却液体の供給装置並びにベルトコンベアの下部
に接近して、両側に立上り部を有する液体受樋を設けた
帯状物の冷却照射装置を第５の発明とするものである。

本発明においては被塗物表面に液体の薄層を形成させ、
照射線源からの熱や塗料の重合熱による帯状物への影響
を防ぐことを一つの目的としているが、被塗物の受ける
熱エネルギーの量はその材質、形状（例えばフイルム等
）あるいは紫外線、電子線等の照射条件により異なる。

該状況において、本発明における液体の流量と温度を変
更することにより、容易に被塗物を冷却することが可能
である。被塗物の冷却を多く必要とする場合には、液体
の流量を多くすると液層は厚くなるが、液層を薄くしか
つ充分な冷却効果を期待するときには液体温度を低くし
、その分液体流量を少なくすることができる。

液層の厚みは液体の表面張力と塗膜表面の液体の流れに
対する抵抗により規定され、液体の流量が少ないときに
は前者により、又液体の流量が多いときには後者により
決まる。

又、冷却効果は液体の流量に比例する。液層が薄層の場
合には噴霧方式が望ましいが、塗料粘度と塗膜厚によつ
ては冷却後の４カーテンフロー”式でもよい。

液層の厚みは通常０．１〜１０ｍ１程度で用いられるが
、被塗物が比較的厚いものや冷却能力を向上させるため
等により液層を厚くする必要がある場合にはベルトコン
ベアの進行方向左右端に、例えば厚み１〜１０ｍｍ程度
のゴムベルトを接着させ、耳又は堤を設けることにより
、あるいは移動する連続帯状物又はベルトコンベアの下
部に接近した場所に、例えば第４図口，ハの１９に示す
ような両側に立上り部を有する液体受樋を設けることに
より、希望する液層を形成させることが出来る。

第１図は、本発明を完成する以前に試みられた装置に関
するものである。ｖは連続帯状物で、ガイドローラ２１
′を経て角αを保ちつつ水中に浸漬し、ガイドローラ２
２′，２３′を経て外方に取出される。９′はロールコ
ータで連続帯状物の上面に被覆材料を塗装する。

１８′は冷却液槽で冷却水を適量保持する。

４′は照射室で内部に数組の水銀ランプ２′、反射具３
′を保持する。

このような装置においては冷却効果は充分に得られるが
、いくつかの欠点を避けることができない。すなわち塗
装された塗料が未だ流動性を有しているために、被塗物
が冷却液体中に浸入する（Ｐ）点において冷却液体との
摩擦により塗料が冷却液体中に分散し、或は分散しない
までも乱れて平滑な硬化塗膜が得られにくい。この傾向
は被塗物の冷却液体中への浸入速度即ちコンベア速度が
速い程著しい。又一方では、被塗物の冷却液中への浸入
角αを或程度大きくする必要から照射線が被処理物に到
達するまでの冷却液体中の経路が長くなるため照射エネ
ルギーが減衰し、経済的にみて得策ではない。本発明は
前記の欠点を改善したもので、第２図乃至第６図にその
実施例が示されている。

第２図は連続帯状物１をロール５より巻戻しながら水平
を保持したまま処理装置内に導入し、処理済の連続帯状
物をロール６に巻取る装置に関するものである。

９はバツクアツプロール１０に対設したコーテイングロ
ールで、連続帯状物１の表面に所定のコーテイングを行
う。

７は冷却液供給ノズル、１２は冷却液供給管で、これ等
の撤布装置は照射領域の入口側において連続帯状物の上
方に設置されていて撤布方式としては塗装物に攪乱作用
を惹起しないような噴霧方式が好ましい。

冷却液供給管は照射領域の内部において数個所設けてお
けば、（図示省略）照射領域の全域にわたり帯状物の塗
膜表面に確実に冷却液層を形成することができ有効であ
る。８，８は脱液ロールで硬化塗膜上の残液を絞り取る
はたらきをする。

１４は冷却液受槽で、連続帯状物及び脱液ロールから脱
落する冷却水を溜めた後排水管１５より回収する。

４は照射室で、＄に５｝・組以上の紫外線ランプ２及び
反射具３を収容する。

１１，１１は引取ロールである。

このような装置を利用するときは、被塗物の表面は冷却
液により蔽われ液体の薄層１３を形成する関係上被塗物
の温度は昇温することなく調節され、又酸素が遮断され
るので、紫外線硬化塗膜は効率良く硬化する。

第３図は連続又は非連続の帯状物１をロール１６，１６
に張設されたベルトコンベア１７上に供給し、搬送せし
める実施例を示すもので、ベルトコンベアには独特の工
夫が施されている。

すなわち第４図イに示す如く、ベルトコンベアの両側に
は立上り耳部１７′，１７′を有し、撤布された冷却液
１３を或程度の高さまで保持し、液体の薄層形成をより
一層確実ならしめている。第４図口，ハは液体の薄膜形
成のため冷却液を或程度の高さまで保持する他の機構を
示す略図で、第４図口は第３図の装置に適用し得るもの
である。

すなわち帯状物１をベルトコンベア１７上に載置したま
ま受樋１９内に収容したものである。又第４図ハは第２
図若しくは第５図の装置に適用し得るものであり、連続
帯状物を受樋１９内に収容したものである。第４図の方
式は液体供給方法として、液体供給ノズルをベルト或は
受樋の立上り部にそつて設け被塗物の両側からゆつくり
液を給送するようにすれば、給送される液体による未硬
化塗膜の乱れを一層緩和できる点から非常に有用である
。

本発明の方法を実施するにあたり、対象となる帯状物は
、フイルム或はシート等の形態を有する材料で有機又は
無機物からなり、平滑面のみならずエンボス面を有して
いてもよい。

又連続状でも非連続状でもよいが、非連続の場合は搬送
用のべルトコンベアを必要とする。無機材料としては例
えば鉄、アルミニウム、銅、真鍮等の板或いは箔またガ
ラス板、ガラス繊維織物等が用いられ、有機材料として
は例えば（メタ）アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、
ポリエステル系樹脂、ナイロン樹脂、ポリエチレン樹脂
等の合成樹脂フイルム或はシート又はシート状の繊維材
料、特殊紙、テープ、特殊木質材が用いられる。これ等
の材料は、プリントサーキツト板の如く表面に何等かの
処理が施されたものでもよく、又ラミネートフイルム強
化プラスチツク、積層材の如く複合したものでよい。以
上は平板状、帯状の被照射物について説明したが、本発
明の応用として被照射物が立体的なものの場合において
は被照射物の表面に噴霧等の手段で液層を設けながら放
射線を照射するときは、被照射物上の塗膜を帯状物と同
じく制御された温度下で且つ短時間で充分硬化させるこ
とができる。

このときの立体的被照射物は帯状物と同様各種の材料物
で構成されていてよい。照射線源は電子線加速機、紫外
線照射ランプが用いられるが、紫外線照射ランプの種類
については限定されるものではない。

次に本発明方法の実施例を説明する。

実施例 塗料組成物として次のものを準備する。

第２図の装置を使用し（但し紫外線源には２００ｗ／Ｉ
ｎｆ）ｌ−１ＡＮ０ＶＩＡ製高圧水銀灯２本を点灯した
）、厚味０．５ｍ／ｍの軟質塩化ビニルシート上に（４
）を約１０μの厚みに塗布し、下記条件で硬化を試みた
ところ比較例に比し非常に優れた結果が得られた。

第５図は連続帯状物１を冷却区域及び照射区域にわたつ
て傾斜して走行せしめるようにした装置に関するもので
、各部の構成は第２図の装置と同一であるので説明を省
略する。

第５図の装置によるときは供給された冷却液は帯状物と
同一方向に緩かに流下するので、液の随伴性が良く、こ
のため冷却液と塗装面との間に摩擦抵抗がより生じなく
なり、塗膜に対する肌荒れ等の悪影響を防止することが
できる。この装置において冷却液供給ノズル７は撤布ノ
ズルの代りにスリツト型流下ノズルを採用してもよく、
又これらの供給機構は第２図以降のすべての装置におい
て｛所だけでなく照射領域を含め数ケ所に設けてもよい
。

第６図は被塗物の両面に対し放射線を照射し、両面を同
時に硬化処理するのに好適な装置の実施例を示すもので
、液体受樋２０ｋ紫外線を透過する材料にて形成し、被
照射物１と液体受樋２０の底板との間に冷却液層を保持
するから、被照射物の両面に塗装された塗膜の表面に冷
却液層が介在し両面に対し二方向から放射線照射するに
かかわらず被照射物の温度が適温に調節され、温度の異
常な上昇をもたらすことはない。

本発明は前記した構成よりなるので、第一に冷却液層に
よる酸素の遮断効果を極めて簡単な手段により達成でき
、硬化速度の向上に寄与でき、第二に冷却液層が薄いた
めに液層による放射線の吸収、減衰が著しく少くて照射
効率が高く、第三に照射線による過度の温度上昇が確実
に阻止され、塗料成分の蒸散、肌荒れが起りにくく、帯
状物の熱変形も起らない効果があり、又第四に液体と帯
状物との摩擦が少いために塗膜の撹乱が少く、このため
平滑な硬化塗膜が得られる等の諸種の効果を同時に達成
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の完成前に実施した参考例を示す縦断側
面略図、第２図乃至第６図は本発明の実施例を示す略図
で、その中第２図は連続帯状物の水平処理装置の縦断側
面略図、第３図はベルトコンベアを使用した帯状物の水
平処理装置の縦断側面略図、第４図イは第３図のベルト
コンベアを示す縦断正面図、第４図口は第３図のベルト
コンベアを受樋内に収容した例を示す縦断正面図、第４
図ハは第２図又は第５図において連続帯状物を受樋内に
走行せしめるようにした例を示す縦断正面図、第５図は
連続帯状物の傾斜処理装置の縦断側面略図、第６図は上
下より照射する水平処理装置の縦断側面略図である。 １・・・・・・連続帯状物、２・・・・・・紫外線ラン
プ、３・・・・・・反射傘、４・・・・・・照射室、５
・・・・・・捲戻しロール、６・・・・・・捲取ロール
、７・・・・・・冷却液供給ノズル、８・・・・・・脱
液ロール、９・・・・・・コーテイングロール、１３・
・・・・・冷却液層、１４・・・・・・冷却液受槽、１
７・・・・・・ベルトコンベア、１７ｔ・・・・・立上
り耳部、１９・・・・・・受樋、２０・・・・・・紫外
線透過液体受樋。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面塗膜を施した連続又は非連続の帯状物からなる
   被塗物を紫外線、電子線等の放射線照射処理領域に給送
   し、被塗物を硬化後これを取出す方法において、被塗物
   の表面に液体の薄層を形成させることにより、被塗物を
   冷却しつつ硬化処理を行う帯状物の冷却照射方法。 ２ 液体の薄層を被塗物と同一方向に移行させる特許請
   求の範囲第１項記載の帯状物の冷却照射方法。 ３ 液体の薄層を被塗物の両面に保持しつつ、該両面に
   対し放射線を照射する特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載の帯状物の冷却照射方法。 ４ フィルム又はシートからなる連続帯状物の表面塗膜
   を紫外線、電子線等の放射線で硬化処理する装置におい
   て、放射線照射領域に給送される連続帯状物の塗膜表面
   に冷却液層を形成させるための冷却液体の供給装置を設
   けた帯状物の冷却照射装置。 ５ フィルム又はシートからなる連続帯状物の表面塗膜
   を紫外線、電子線等の放射線で硬化処理する装置におい
   て、放射線照射領域に給送される連続帯状物の塗膜表面
   に冷却液層を形成させるための冷却液体の供給装置並び
   に移動する連続帯状物の下部に接近して、両側に立上り
   部を有する液体受樋を設けた帯状物の冷却照射装置。 ６ フィルム又はシートからなる連続又は非連続の帯状
   物の表面塗膜を紫外線、電子線等の放射線で硬化処理す
   る装置において、線源に対向して被塗物を搬送するため
   のベルトコンベアを設け、放射線照射領域に給送される
   帯状物の塗膜の表面に冷却液層を形成させるための冷却
   液体の供給装置を設けた帯状物の冷却照射装置。 ７ ベルトコンベアとして、両側に耳を有するベルトコ
   ンベアを用いた特許請求の範囲第６項記載の帯状物の冷
   却照射装置。 ８ フィルム又はシートからなる連続又は非連続の帯状
   物の表面塗膜を紫外線、電子線等の放射線で硬化処理す
   る装置において、線源に対向して被塗物を搬送するため
   のベルトコンベアを設け、放射線照射領域に給送される
   帯状物の塗膜の表面に冷却液層を形成させるための冷却
   液体の供給装置並びにベルトコンベアの下部に接近して
   、両側に立上り部を有する液体受樋を設けた帯状物の冷
   却照射装置。