(57)【要約】【課題】本発明はコストを抑えつつ、溶剤系の塗膜であっても赤外線の効果を活用することにより高品質で短時間で塗膜を乾燥させることができる乾燥装置を提供することを課題とする。【解決手段】ウェブ１０上に塗布された溶剤系塗膜を乾燥させるための乾燥装置１３であって、ウェブの下面側に配置し、ウェブ裏面に直接熱風を噴きつける噴き出ノズル２０と、ウェブの上面側に配置し、ウェブ上の塗膜に赤外線を放射する赤外線放射装置２１と、を具備し、前記赤外線放射装置の赤外線放射面の表面温度が前記噴出しノズルから噴き出す熱風の温度以上であることを特徴とする乾燥装置。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブ上に塗布された溶剤系塗膜を乾燥させるための乾燥装置であって、
ウェブの下面側に配置し、ウェブ裏面に直接熱風を噴きつける噴出しノズルと、
ウェブの上面側に配置し、ウェブ上の塗膜に赤外線を放射する赤外線放射装置と、を具備し、
前記赤外線放射装置の赤外線放射面の表面温度が前記噴出しノズルから噴き出す熱風の温度以上であることを特徴とする乾燥装置。
【請求項２】
前記乾燥装置の噴出しノズルから噴き出す熱風は、前記赤外線放射装置の赤外線放射面を加熱した熱風が使用されることを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
【請求項３】
前記赤外線放射装置の赤外線放射面とウェブとの距離が１０ｍｍ〜１００ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェブ上に塗布された塗膜の乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェブ上に塗布された塗膜を乾燥する方法としては熱風を用いた乾燥方法が一般的であるが、なかでもノズルから高速の熱風を塗膜に直接噴き付ける噴出流タイプの熱風乾燥装置では、非常に高い乾燥効率が得られ、短時間で塗膜を乾燥させることができる。
【０００３】
しかしながら、熱風乾燥装置では厚膜の場合に、塗膜表面だけが先に加熱されて塗膜表面に乾燥皮膜ができる皮張りの問題や、塗液の粘度が低い場合に、熱風を塗膜に直接噴き付けると発生する乾燥ムラの問題等があるため、乾燥の初期段階において高効率、無風、内部加熱を特徴とする赤外線ヒーターを用いた乾燥装置が数多く提案されている。
【０００４】
一方、防爆上の観点から有機溶剤を含む塗膜の乾燥装置の赤外線ヒーターとしては、一般的に熱媒油や蒸気を熱源とするものが用いられるが、この場合ボイラーが必要となるためイニシャルコストやメンテナンス性の面で問題があるため、有機溶剤を含む塗膜の乾燥においても、それらの点で優位な電気加熱式の赤外線ヒーターを用いた乾燥装置が提案されている。
【０００５】
特許文献１では電気加熱式の赤外線ヒーターを防爆構造としていることで、有機溶剤が含まれていても、爆発の危険性が無く安全に運転することができるとしている。また、特許文献２では乾燥装置内を窒素ガスなどの不活性ガスで置換することにより電気加熱式の赤外線ヒーターを安全に使用することができるとしている。
【０００６】
しかしながら、電気加熱式の赤外線ヒーターを用いたとしても、発火点温度の低い溶剤を含む場合には、防爆規定上、ヒーター表面の上限温度は低く制限される。また不活性ガスで置換して使用する場合には、ランニングコストが大きくなるという問題があり、電気加熱式の赤外線ヒーターを用いた乾燥装置であっても熱媒油や蒸気を熱源とする赤外線ヒーターを用いた乾燥装置の代替手段としては不十分であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２２１５６９号公報
【特許文献２】特開平１１−２５４６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明はコストを抑えつつ、溶剤系の塗膜であっても赤外線の効果を活用することにより高品質で短時間で塗膜を乾燥させることができる乾燥装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、赤外線ヒーターの温度が乾燥装置内の熱風温度以上であれば赤外線の効果が発現することを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
上記の課題を解決する手段として、請求項１に記載の発明は、ウェブ上に塗布された溶剤系塗膜を乾燥させるための乾燥装置であって、
ウェブの下面側に配置し、ウェブ裏面に直接熱風を噴きつける噴出しノズルと、
ウェブの上面側に配置し、ウェブ上の塗膜に赤外線を放射する赤外線放射装置と、を具備し、
前記赤外線放射装置の赤外線放射面の表面温度が前記噴出しノズルから噴き出す熱風の温度以上であることを特徴とする乾燥装置である。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、前記乾燥装置の噴出しノズルから噴き出す熱風は、前記赤外線放射装置の赤外線放射面を加熱した熱風が使用されることを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置である。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、前記赤外線放射装置の赤外線放射面とウェブとの距離が１０ｍｍ〜１００ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の乾燥装置である。
【発明の効果】
【００１３】
以上のことを実施することにより、低コストの装置でありながら、特にフィルム上に塗布された溶剤系の塗膜の乾燥を高品質且つ、短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】乾燥装置を含めた塗工ラインの一例を示す概念図である。
【図２】一般的な乾燥装置の一例を示す断面模式図である。
【図３】本発明の乾燥装置の一例を示す断面模式図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は本発明の乾燥装置の給排気系統の一例を示す概念図である。
【図５】本実施例の結果を示す表図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。図１に乾燥装置を含めた塗工ラインの概念図を示す。塗工ラインは、主として、ウェブ１０を送り出す送り出し装置１１とウェブ１０上に塗液を塗布する塗工装置１２、ウェブ１０上に塗布形成された塗布膜を乾燥させる乾燥装置１３、塗布・乾燥されたウェブ１０を巻き取る巻き取り装置１４、及びウェブ１０を支持しながら搬送させる多数のガイドローラー１５からなる。
【００１６】
ウェブ１０としてはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やポリカーボネート等の樹脂フィルムや金属箔、紙等が使用できる。塗布前のウェブ１０にコロナ処理等の前処理を実施しても良い。
【００１７】
塗工装置１２はグラビアコーター、ダイコーター、カーテンコーター等、各種方式のものが使用できる。
【００１８】
図２に一般的な乾燥装置の断面模式図を示す。乾燥装置１３は噴出しノズル２０に熱風を供給する給気ダクト（図示せず）と、塗膜を乾燥させた熱風を排気する排気ダクト（図示せず）とを備えている。
【００１９】
噴出しノズル２０はウェブ１０上に、例えば一定間隔で配置される。噴出しノズル２０にはスリットが設けられており、加熱装置（図示せず）で所定の設定温度まで昇温された熱風が前記給気ダクトを介して前記スリットから噴き出すようになっている。そして、噴き出した熱風によりウェブ１０上の塗膜の乾燥が進められる。
【００２０】
図３に本発明による乾燥装置１３の断面模式図を示す。一般的な乾燥装置に対し、噴出
しノズル２０をウェブ１０の下面側に設置するとともに、ウェブ１０の上面側に赤外線放射装置２１を設置している。このようにすれば、ウェブ１０の下面側（塗膜面の裏面）からの対流伝熱と上面（塗膜面）からの輻射伝熱により塗膜の内部から乾燥が進むため、熱風による乾燥ムラや皮張りを発生させることなく短時間で乾燥させることができる。
【００２１】
ウェブ１０の上面側に設置した赤外線放射装置２１は、ステンレスなどの金属ダクト表面に赤外線放射物を被覆させたものを用いることが可能である。セラミックなどを焼成させたものも使用できるが、特にウェブ１０の幅が広い場合など、大面積を均一に加熱するためには金属ダクト表面に赤外線放射物を被覆させたものを使用する方が好ましい。
【００２２】
赤外線は０．７８〜３μｍの近赤外線と、３〜１０００μｍの遠赤外線とに分けられる。高分子材料はほとんどが３〜４μｍ及び６μｍ以上に強い吸収帯を持っていることから、高分子材料に効率よく吸収され発熱する遠赤外線領域を使用することが好ましい。
【００２３】
金属ダクト表面に被覆させる赤外線放射物としては、赤外線放射量が多い物質が好ましく、赤外線放射率が０．９以上、より好ましくは０．９５以上のセラミックコートなどを挙げることができる。
【００２４】
赤外線放射装置２１はウェブ１０との距離が１０〜１００ｍｍの範囲で設置することが好ましい。１０ｍｍ未満では搬送中のウェブ１０と接触する恐れがあり、１００ｍｍよりも離した場合では赤外線が減衰するために十分な効果が得られない。また、赤外線放射装置２１の幅方向の大きさは、塗膜面全体を均一に加熱する上で、塗膜の幅と同等以上とすることが好ましい。赤外線放射装置２１の流れ方向の大きさは、赤外線放射装置２１に対向する時間が長くなるように、除去した蒸気が滞留しない範囲でなるべく大きくした方が好ましい。
【００２５】
赤外線放射装置２１の赤外線放射面の表面温度は、乾燥装置１３の熱風と同じ温度以上に維持することが好ましい。一般的に赤外線放射装置の赤外線放射面の表面温度とウェブの温度との差が大きいほど赤外線照射の効果は大きくなるが、設備コストが増大する。一方、赤外線放射装置の赤外線放射面の表面温度を乾燥装置の熱風の温度未満にした場合、熱風による対流伝熱が支配的となり、赤外線放射装置の効果がほとんど現れなくなる。そこで本発明は熱風発生装置の熱源を使い、赤外線放射装置２１の赤外線放射面の表面温度を乾燥装置１３の熱風と同じ温度以上に維持することで、コストをあまり掛けずに赤外線の効果を得ようとするものである。
【００２６】
赤外線放射装置２１の赤外線放射面の加熱は、図４（ａ）に示すように、噴出しノズル２０に供給する熱風により行う。つまり、給気ブロア３１から空気がヒーター３０に送り込まれ、ヒーター３０で加熱された空気を、まずは赤外線放射装置２１の赤外線放射面の加熱に使い、その後、噴出しノズル２０から噴き出す熱風として乾燥装置１３内に供給するというものである。このようにすれば赤外線放射装置２１の赤外線放射面の表面温度は、乾燥装置１３の熱風の温度と同程度になるか、塗膜の乾燥に使用した熱量分や噴出しノズル２０へ向かう途中のダクトにおける熱損失分だけ、乾燥装置１３の熱風の温度より高く維持することができる。また、電気や熱媒式の赤外線ヒーターのように独立した加熱源を必要としないため、コストを大幅に削減することができる。
【００２７】
図４（ａ）において、乾燥装置１３の赤外線放射面の表面温度を設定温度にコントロールするようにヒーター３０を制御した場合、赤外線放射装置２１の赤外線放射面の表面温度は成り行きとなる。乾燥装置１３と赤外線放射装置２１の温度を独立して制御する場合には、、赤外線放装置の赤外線放射面の温度と熱風の噴出しノズルから噴き出す熱風の温度を独立して制御する構成にすれば良い。例えば図４（ｂ）に示すように、赤外線放射装
置２１の加熱に使用した熱風の一部をミキシングチャンバー３４に供給し、そこに外気を混合した熱風を乾燥装置１３の噴出しノズル２０から噴出させる構成にすることによって、赤外線放射装置２１の赤外線放射面の表面温度はヒーター３０で制御可能であり、乾燥装置１３の熱風の温度はミキシングチャンバー３４に加える外気の量でそれぞれ制御することが可能となる。
【００２８】
このように熱風乾燥と赤外線乾燥とを併用することで、塗膜を高品質且つ、短時間で乾燥させることができ、生産効率を向上させることができる。また、使用している赤外線放射装置は熱風を熱源としているため、低コストで効率良く乾燥させることができる。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００３０】
ポリオールを主剤、イソシアネートを硬化剤、主溶剤をＭＥＫ（メチルエチルケトン）として、それぞれ主剤Ｘ部／硬化剤Ｙ部／主溶剤Ｚ部を均一に混合して作製した塗液をダイコーターでＰＥＴ基材に塗布し、１５０℃で乾燥させて保護シートを作成した。塗膜の乾燥状態はＰＥＴ基材と塗膜の密着性をクロスハッチテストで評価し、以下の基準で判定した。また、乾燥ムラ発生の有無を目視にて確認した。
○・・・１００／１００（十分に乾燥し、密着している）
△・・・１〜９９／１００（乾燥が不十分、または密着性能が十分に発現していない）
×・・・０／１００（乾燥していない）
【００３１】
［実施例１］
本発明の乾燥装置において、赤外線放射装置とＰＥＴ基材との距離を１０ｍｍに設定して、３０秒から６０秒まで乾燥時間を５秒間隔で変更した７水準の保護シートを作製した。尚、噴出しノズルと赤外線放射装置の赤外線放射面には赤外線放射率０．９５のセラミックコートで被覆したものを使用した。
【００３２】
［実施例２］
赤外線放射装置の赤外線放射面とＰＥＴ基材との距離を４０ｍｍに設定した以外は、実施例１と同様にして保護シートを作製した。
【００３３】
［実施例３］
赤外線放射装置の赤外線放射面とＰＥＴ基材との距離を８０ｍｍに設定した以外は、実施例１と同様にして保護シートを作製した。
【００３４】
［実施例４］
赤外線放射装置の赤外線放射面とＰＥＴ基材との距離を１００ｍｍに設定した以外は、実施例１と同様にして保護シートを作製した。
【００３５】
［実施例５］
赤外線放射装置の赤外線放射面とＰＥＴ基材との距離を１２０ｍｍに設定した以外は、実施例１と同様にして保護シートを作製した。
【００３６】
［比較例１］
図２に示すような一般的な乾燥装置で、３０秒から６０秒まで乾燥時間を５秒間隔で変更した７水準の保護シートを作製した。
【００３７】
図５に示すように、本発明の乾燥装置を用いると高品質且つ、短時間で塗膜を乾燥することができる。また、赤外線放射面とＰＥＴ基材との距離は近いほど効果が高いことがわか
る。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
熱風と赤外線放射を併用した塗膜の乾燥装置により、熱風乾燥だけでは塗膜表面に皮膜が形成されて乾燥を良好に実施することができない塗膜の乾燥を、低コスト且つ高い生産効率で実施することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０・・・ウェブ
１１・・・送り出し装置
１２・・・塗工装置
１３・・・乾燥装置
１４・・・巻き取り装置
１５・・・ガイドローラー
２０・・・噴出しノズル
２１・・・赤外線放射装置
３０・・・ヒーター
３１・・・給気ブロア
３２・・・排気ブロア
３３・・・送気ブロア
３４・・・ミキシングチャンバー
【図１】
2015066519.tif 000003
【図２】
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【図５】
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【図３】
2015066519.tif 000006
【図４】
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