JPS6044982B2 - ウエブの加湿方法と装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、帯状のフィルム、紙、布或いはこれらの複
合物、加工物等（以下ウェブと称す）を加湿する方法と
この方法に直接使用する装置に関するものである。

従来の湿り空気を利用した加湿装置は、一般に均一な
加湿を施すため、ウェブがゆつくりと通過する大きなチ
ャンバーの中に、一定湿度の空気を充満させて相当長い
間装置内に放置していた。

しかしながら、これによれば、チャンバー内の空気の対
流によるウェブ温度の上昇度が大きいため、その装置の
大きさの割には加湿量が少なかつた。これが為、何度も
同一導入操作を繰り辺し加湿量を増やすか、或いは極め
て大きいチャンバーを設けて、長時間処理を施すことが
必要てあり、作業が煩雑で、作業性が極めて悪いという
欠点があつた。また、噴射ノズルを用いてウェブに直接
水分を付与するスプレー方式の加湿装置にあつては、静
電気等を用いて水分の粒子を細分化して使用しているが
、それでもウェブの組織内にまで湿潤するには、水分粒
子が大きすぎるので、ウェブの表面加湿のみに留まり、
充分な均一加湿を行なうことができなかつた。そこで、
本出願人は、上記欠点を解決するものとして既に特願昭
５４−２００ｎ号（特開昭５６−５１６３号公報参照）
に係るウェブの加湿方法と装置を提案した。

ところで、加湿される以前のウェブの水分率は必ずしも
均一とは限らず、多くは不均一な状態にある。したがつ
て、含有水分の多い部分と少ない部分とを同一温度に保
持したままの状態で、ウェブを、飽和蒸気温度或いは該
温度をわずかに上回る温度の湿潤媒体のみで形成された
湿潤雰囲気中を通過させると、水分率の大小にかかわら
ず当該湿潤雰囲気中における加湿量は同一となり、その
結果、加湿されて湿潤雰囲気中より送り出されてくるウ
ェブの水分率は、加湿前と同様に不均一となる。そして
、既に提案した上記のウェブの加湿方法と装置によれば
、湿潤雰囲気通過前のウェブは加湿量調整ロールにより
所定温度に調整されるが、ウェブの走行中に含有水分の
多い部分と少ない部分に応じてその温度を調整すること
は困難であり、特にウェブの幅方向の温度調整は全くで
きず、その結果、加湿されたウェブの水分率は上述のよ
うに不均一となり種々の不都合が生じる。本発明は、上
記の点に鑑み、これを改良したもので、湿潤雰囲気通過
前に予めウェブの水分率を水分検出器により検出し、そ
の検出した水分率に応じてウェブを加熱装置により部分
的に加熱し、これにより湿潤雰囲気通過後のウェブの水
分率が均一となる様にしたものである。

以下本発明の構成を図面に示す実施例にしたが一つて説
明すると次の通りである。

第１図乃至第３図において、１は加湿を施す対象たるウ
ェブ、２は湿潤媒体のみで形成された雰囲気を保持する
手段たる加湿機本体、３ａ及び３ｂは加湿機本体２を構
成する上部及び下部蒸気卜．ランクで、これらは、板金
部材で空室４ａ及び４ｂを夫々有する箱型形状に作製し
て上下対称位置に配置し、その対向面を陥入させて凝縮
室５を形成すると共に、ウェブ１の走行方向の凝縮室５
の両側部分にはウェブ１が通過し得る所定の間隔を−保
つて入口６及び出口７を形成し、上記凝縮室５の上下壁
には蒸気噴出ノズル８ａ，８ｂを多数設け、且つ入口６
及び出口７にはスリット状の空気遮断ノズル９ａ，９ｂ
を夫々設け、又ウェブ１の走行方向との直交方向の両側
突縁部１０ａ，１０ｂには第２図の如く側面排気小孔１
１ａ，１１ｂを多数設ける。

そして、凝縮室５、入口６及び出口７の上下壁等の壁板
に沿つて空室４ａ，４ｂ内に適当な手段で加熱される加
熱管１２ａ，１２ｂを蛇行状に配設すると共に、蒸気ト
ランク３ａ，３ｂの上下の外側部分側を所定の間隔を保
つた完全密封の二重壁構造に構成して、これを加熱壁１
３ａ，１３ｂとする。１４は上下に分離可能で且・つ排
気孔１５ａ，１５ｂを夫々有する上部保温壁１４ａと下
部保温壁１４ｂとで構成された所定肉厚の保温壁で、そ
の両側にはウェブ１の走行が可能な気密開口した導入口
１６ａ及び導出口１６ｂを設けると共に、この保温壁１
４によソー定の間隔を保つて蒸気トランク３ａ，３ｂを
密閉状に囲続し、両者間に排気路１７を形成する。

１８は保温壁１４を上下に分離させるため設けた複数の
エヤーシリンダで、その基部側は下部保温壁１４ｂは又
ロッド１９の先端部は上部保温壁１４ａに夫々取付ける
。

２０ａ，２１ａ及び２０ｂ，２１ｂは配管２２ａ，２２
ｂの途中に設けた調圧バルブで、調圧バルブ２０ａ，２
０ｂは保温壁１４を貫通する加熱壁用蒸気供給バイブ２
３ａ，２３ｂを介して蒸気トランク３ａ，３ｂの加熱壁
１３ａ，１３ｂに接続し、又調圧バルブ２１ａ，２１ｂ
は、保温壁１４及び加熱壁１３ａ，１３ｂを貫通する加
湿蒸気供給バイブ２４ａ，２４ｂを介して蒸気トランク
３ａ，３ｂの空室４ａ，４ｂに接続する。

２５はウェブ１の温度を調整する手段たる回転自在の加
湿量調整ロールで、これは、前記加湿機本体２の前工程
に配置し、接面したウェブ１を回転しながら適当な手段
で加熱、冷却する様に構成したものである。

２６は前記加湿機本体２と上記加湿量調整ロール２５間
に設けてウェブ１をその水分率に応じて部分的に加熱す
る加熱手段で、これは、ウェブ１の幅方向に配置した複
数個の水分検出器２７とこの水分検出器２７と平行に隣
接させて加湿機本体２側に設けた加熱器２８とから構成
されている。

上記水分検出器２７はウェブ１と接触する方式のもの或
いは非接触方式のもののいずれでもよく、接触方式の場
合は例えばバネ接点等をウェブ１に摺接させてその電気
抵抗を測定し、抵抗値の変化によりウェブ１の水分率を
検出すればよく、又非接触方式の場合は例えはマイクロ
ウエブ或いは赤外線等を用いたセンサーにより上記ウェ
ブ１の水分率を検出すればよい。また、上記加熱器２８
は数分割された複数本の赤外線ヒータ等を上記水分検出
器と平行に配置してウェブ１を部分的に加熱するもので
、その加熱量は上記水分検出器２７により検出された水
分率の検出値に基づいて制御される。尚、この加熱器２
８の加熱量は数分割された各赤外線ヒータ等の０Ｎ，０
ＦＦにより制御してもよいし、或いは電圧制御して連続
的に変化せしめてもよい。そして、上記の各水分検出器
２７によりウェブ１の幅方向の水分率が検出されると、
その検出値に基づいて加熱器２８の加熱量を制御し、ウ
ェブ１の水分率の大きい部位すなわち含有水分の多い部
分は加熱すると共に、水分率の小さい部位すなわち含有
水分の少ない部分は加熱せず、これによりウェブ１の幅
方向の各部位に温度差をもたらし、前記加湿機本体２内
でウェブ１が加湿される際、その温度差によつて加湿量
を上記各部位に応じて調整し、加湿後のウェブ１の水分
率が均一になる様に構成されている。２９は加湿機本体
２にて加湿されたウェブ１の水分蒸発を防止するための
手段たる回転自在の急冷ロールで、これは、前記加湿機
本体１の後工程に配置し、回転しながら接面したウェブ
１を適当な手段で急冷却する様にしたものである。

３０は上記急冷ロール２９の後工程においてウェブ１の
幅方向に複数個配置した水分測定器で、この水分測定器
で上記加湿機本体２通過後のウェブ１の水分率を測定し
、ウェブ１の幅方向の水分率が均一であるか否かを検出
する。

そして、この水分測定器３０で測定したウェブ１の前記
各部位の水分率測定値は加熱器２８の制御部にフィード
バックさせ、前記水分検出器２７の検出値に基づいて制
御された加熱器２８のウェブ１に対する加熱量が不適正
であれば、水分測定器３０の測定値に基づいてその加熱
量を補正制御する。要するに、水分検出器２７と水分測
定器３０の両者が加湿器本体２の前後におけるウェブ１
の水分率を検出し、その両検出値に基づいて加熱器２８
の加熱量を制御し、加湿機本体２に入る直前のウェブ１
の温度を、加湿後のウェブ１の水分率が均一になる様に
調整するものである。３１，３２はガイドロールである
。

而して、ウェブ１に加湿を施す場合には、エヤーシリン
ダ１８を駆動して保温壁１４ａを上方に分離開放した後
、ガイドロール３１、加湿量調整ロール２５、急冷ロー
ル２９及びガイドロール３２にウェブ１を装架して蒸気
トランク３ａ，３ｂの凝縮室５内に導入位置させると共
に、その一端を巻取ロール（図示省略）に取付ける。

そして、再びエヤーシリンダ１８を駆動して、第１図及
び第２図の如く、保温壁１４を密閉し、蒸気トランク３
ａ，３ｂの凝縮室５を気密状態に保持する。しかる後、
電源を０Ｎにしてウェブ１を図示矢印方向に適当な手段
で走行させると共に、配管２２ａ，２２ｂによつて送ら
れてきた高温・高圧の蒸気を、調圧バルブ２１ａ，２１
ｂによつて減圧した後、調圧バルブ２１ａ，２１ｂ及び
蒸気供給用バイブ２３ａ，２３ｂを介して加熱壁１３ａ
，１３ｂに送給し、加熱壁１３ａ，１３ｂを加熱する。
一方、調圧バルブ２１ａ，２１ｂに送られた蒸気は、こ
こでさらに調整減圧して温度を低下せしめた後、蒸気ト
ランク３ａ，３ｂの空室４ａ，４ｂに湿潤媒体として送
給し、蒸気噴出ノズル８ａ，８ｂを介してゆつくりと凝
縮室５内に順次噴流導入させ、そして、側面排気小孔１
１ａ，１１ｂを介して排気路１７に排出させる。同時に
、空室４ａ，４ｂ内の蒸気の一部は、空気遮断ノズル９
ａ，９ｂより凝縮室５の入口６及び出口７に蒸気流とな
つて噴出し、外気と凝縮室５内の雰囲気を分離し、ウェ
ブ１表面の空気層流を吹きはらつて凝縮室５内に外気が
混入するのを防止している。これによつて、上記凝縮室
５内の湿潤雰囲気は、空室４ａ，４ｂより蒸気噴出ノズ
ル８ａ，８ｂを介して常時蒸気が補給されているので、
飽和蒸気温度あるいは該温度をわずかに上回る温度（例
えば１０１〜１０４℃）の湿潤媒体たる蒸気とごく少量
の空気のみで形成され、且つ室内は大気圧よりも数ミリ
メートル水柱高い状態に又露点は９９〜９７℃に保持さ
れる。そして、この状態では凝縮室５内の蒸気粒子は、
その大きさが約２０オングストロームの超微粒子となつ
て、ウェブ１の組織の孔より小さくなる。そうして、第
１図矢印方向に走行せしめられるウェブ１は、その温度
を加湿量調整ロール２５によつて予め凝縮室５の湿潤雰
囲気中の露点又は飽和蒸気温度よりも低い一定温度に調
整した後、部分的温度加熱手段２６により湿潤雰囲気中
の露点又は飽和蒸気温度よりも低い温度の範囲内でウェ
ブ１をその幅方向の水分率に応じて部分的に加熱する。

すなわち、部分的加熱手段２６を構成する各水分検出器
２７により走行せるウェブ１の幅方向の各部分の水分率
が検出されると、その検出値に基づいて加熱器２８の加
熱量が制御されてウェブ１の水分率の検出部位に応じて
予め設定された温度に加熱され、例えばウェブ１の水分
率の大きい検出部位は相対的に高温度に加熱し、又水分
率の小さい検出部位はあまり或いは全く加熱せず、これ
によりウェブ１の幅方向の各検出部位に所定の温度差が
もたらされる。こうして部分的に温度調整されたウェブ
１が、前記の湿潤雰囲気状態に保持された凝縮室５内に
導入通過せしめられると、上述した様に室内の蒸気粒子
の大きさはウェブ１の組織よりも充分に小さいので、当
該蒸気粒子はウェブ１の表面だけでなく、組織内にも深
く進入し、ウェブ１との接触により潜熱を放出し凝縮す
る。この過程はウェブ１が蒸気の潜熱放出により、露点
温度まで昇温するまで連続して行なわしめる。このとき
、上述した様に、ウェブ１はその幅方向に水分率に応じ
て所定の温度差をもたらせてあるから、その温度に応じ
て各部位に含浸せしめられる加温水分は異なり、例えば
水分率の大きい高温部位と接触した蒸気粒子は潜熱をあ
まソー放出しないので多く凝縮せず、当該高温部位には
少量の加湿水分が含浸せしめられ、又水分率の小さい低
温部位と接続した蒸気粒子は潜熱を多く放出して凝縮し
、当該低温部位には多量の加湿水分が含浸せしめられ、
その結果、ウェブ１はその幅．方向に内部まで非常に均
一な加湿水分が得られる。この加湿されたウェブ１は一
度露点温度まで昇温すると、以後加湿も減湿もされずに
凝縮室５を通過し、当該凝縮室５を出た直後、再蒸発を
防止するため、急冷ロール２９に接触して急冷さ．”れ
、順次巻取ロール（図示省略）に巻取られていく。その
巻取途上において加湿されたウェブ１は水分測定器３０
によつて幅方向の水分率が測定され、当該水分率が均一
であるか否かが検出される。そして、この水分測定器３
０で測定したウエ・ブ１の前記各検出部位の水分率測定
値は加熱器２８の制御部にフィードバックせしめられ、
前記水分検出器２７の検出値に基づいて制御された加熱
器２８の所定の水分率の幅方向の各検出部位に対する加
湿量が不均一であれば、水分測定器３０の検出値に基づ
いて、数分割された各赤外線ヒータ等による各分割部分
の加熱量は補正制御され、所定の水分率に応じた適正な
温度に加熱され、又加湿量が均一であれば上記加熱器２
８の加熱量は補正されない。そして、一度最高処理速度
で加湿量を調整すると、装置の加速及び減速時において
もその量はほぼ一定に保たれる。この様にして、順次走
行するウェブ１に加湿を施すが、その加湿量・は、上記
凝縮室５の湿潤雰囲気の露点ないし飽蒸気温度と当該凝
縮室５の通過前のウェブ１の温度との差により規定する
ことができる。そこで、上記加湿量調整ロール２５を適
当な手段で加熱若しくは冷却し、これに接触するウェブ
１の温度を調節すれば、ウェブの用途に応じて所望の加
湿量を得ることができる。尚、上記蒸気トランク３ａ，
３ｂの空室４ａ，４ｂに蒸気が送られたとき、加熱壁１
３ａ，１３ｂが上述した様に加熱されているので、空室
４ａ，４ｂ内の蒸気の露結は防止され、また、凝縮室５
を囲繞する上下壁等の壁板が加熱管１２ａ，１２ｂによ
つて加熱されているので、凝縮室５内の蒸気が露結して
その上下壁等の壁板に水滴が付着するのを防止すること
ができる。

更に、空気遮断ノズル９ａ，９ｂにより噴出した蒸気は
凝縮室５内に進入したもの以外は排気路１７に排出され
、且つ凝縮室５内の蒸気は側面排気孔１１ａ，１１ｂを
介して排気路１７に排出され、そうして、保温壁１４に
より囲繞された上記排気路１７に排出されたこれら蒸気
は、当該排気路１７をつたつて上下の排気孔１５ａ，１
５ｂを介して外部に放出され、保温壁１４の導入口１６
ａ及び導出口１６ｂより蒸気が外部に流出するのを防止
する。したがつて、凝縮室５内に導入せしめられたウェ
ブ１との接触により上記の微細な蒸気粒子が凝縮する以
外には、蒸気が露結して凝縮することがなく、その為、
ウェブ１に不必要な水滴が落下付着する様なことはなく
、ウェブ１の内部まで非常に均一な加湿水分を得ること
ができる。また、上記の実施例では走行するウェブの上
下に蒸気噴出ノズルを設けたが、これに限定されるわけ
ではなく、当該蒸気噴出ノズルを走行するウェブの片面
側にのみ設けてもよい。

更に、上記実施例ては水分率の検出はウェブ１の幅方向
について行なつたが、ウェブ１の走行速度がゆつくりし
たものであれば、ウェブ１の送り方向の水分率の差を検
出して加湿量を調整し、当該送り方向の水分率を均一に
することができる。

以上説明した様に、本発明によれば、超微粒子蒸気は強
力な凝縮力を持つているため、ウェブの厚み方向及び表
面の均一な加湿が可能てあり、また、緻密な組織を有す
るウェブ例えばシリコン紙やワックスコート紙への加湿
もできるなど、従来の湿り空気を利用した加湿法や静電
加湿法のもつ欠点を克服している。そして、水分検出器
と水分測定器の両者で加湿機本体の前後におけるウェブ
１の水分率を検出し、その検出値に基づいて部分的加熱
手段を構成する加熱器の加熱量を制御し、加湿機本体に
入る直前のウェブ１の温度を、加湿後のウェブの水分率
が均一になる様に調整するので、ウェブの水分率は常に
均一となり、ウェブの水分率が不均一な場合の如き種々
の不都合は生じない。また、上記構成であるから、加湿
量の増大を図ることができると共に、加湿量を所望量に
制御することが可能となり、しかも、加湿されたウェブ
を急冷する構造であるので、加湿水分の再蒸発を防止す
ることができる。更に、加湿時間も０．鍬から１．聞２
と高速化しているほか、装置全体の小型化が可能となり
、しかも、従来の如くウェブをチャンバー内に何度も通
したり或いは長時間処理を施す必要がなく、作業性の向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示した縦断側面図、第２図は
その縦断正面図、第３図は斜視図である。 １・・・・・・ウェブ、２・・・・・・加湿機本体、２
５・・・・・・加湿量調整ロール、２６・・・・・・部
分的加熱手段、２７・・・・・水分検出器、２８・・・
・・・加熱器、２９・・・・・急冷ロール、３０・・・
・・・水分測定器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 走行するウェブをその走行途上で加湿する方法にお
   いて、予めウェブの温度を湿潤雰囲気中の露点又は飽和
   蒸気温度よりも低い温度に調整した後、ウェブの各部位
   の水分率を検出し且つこの検出した水分率に応じて上記
   調整温度の範囲内で加湿後のウェブの水分率が均一とな
   る様に当該ウェブを部分的に加熱し、次いで飽和蒸気温
   度或いは該温度をわずかに上回る温度の湿潤媒体のみで
   形成された湿潤雰囲気中を上記ウェブを通過させ、ウェ
   ブと湿潤媒体間に湿潤媒体の状態変化を伴う熱交換を関
   与せしめ、ウェブの全面に凝縮と同時に加湿を施してウ
   ェブの水分率を均一にし、上記湿潤雰囲気の通過後ウェ
   ブの水分率を測定してその測定値をフィードバックさせ
   当初の水分率に対する加熱量が不適正であればこれを補
   正制御する様にしたことを特徴とするウェブの加湿方法
   。 ２ 走行するウェブに湿潤媒体を凝縮させて加湿する装
   置において、湿潤媒体のみで形成された雰囲気を保持す
   る湿潤雰囲気保持手段と、この保持手段の前工程に設け
   たウェブの温度を調整する調整手段と、上記湿潤雰囲気
   保持手段と温度調整手段との間に設けられ、且つウェブ
   の水分率を水分検出器にて検出し、その検出値に基づき
   加熱器の加熱量を制御してウェブを水分率に応じて部分
   的に加熱する手段と、上記保持手段の後工程に設けたウ
   ェブの再蒸発を防止する冷却手段と、冷却したウェブの
   巻取工程に設けられ且つウェブの水分測定値に基づき上
   記部分的加熱手段による加熱量を適正に補正する水分測
   定器と、ウェブを湿潤雰囲気中に導入するウェブ移送手
   段とよりなるウェブの加湿装置。