(57)【要約】【課題】シートが過度に加熱されて膨張する等の弊害を生じることなく、水性塗工液を効率よく乾燥させることができるとともに、有機塗工液の乾燥用および水性塗工液の乾燥用として兼用できるようにする。【解決手段】塗工液が塗工されたシート１の搬入口２および搬出口３を有する箱状のケーシング４と、このケーシング４内に配設された複数の案内ローラ５と、上記シート１に熱風を吹き付けて上記塗工液を乾燥させる熱風吹付部６とを有する乾燥器において、上記案内ローラ５によって案内されるシート１の搬送路に近接した部材の少なくとも表面部に、アルミニウム製の基層からアルミナ製の非晶質層を経てアルミナ製の結晶質層へと組成が連続的に変化するアルミニウム／アルミナ系の傾斜機能材料を設けた。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗工液が塗工されたシートの搬入口および搬出口を有する箱状のケーシングと、このケーシング内に配設された複数の案内ローラと、上記シートに熱風を吹き付けて上記塗工液を乾燥させる熱風吹付部とを有する乾燥器において、上記案内ローラによって案内されるシートの搬送路に近接した部材の少なくとも表面部に、アルミニウム製の基層からアルミナ製の非晶質層を経てアルミナ製の結晶質層へと組成が連続的に変化するアルミニウム／アルミナ系の傾斜機能材料を設けたことを特徴とする乾燥器。
【請求項２】
請求項１記載の乾燥器において、シートの搬送路に配設された案内ローラの周面部を、上記アルミニウム／アルミナ系の傾斜機能材料によって形成したことを特徴とする乾燥器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックフィルムあるいはグラビア印刷機等によって印刷が施された印刷シート、またはドライラミネート装置によってラミネートされた紙、アルミ箔等を重ね合わせてなるラミネートシート等に塗工された塗工液を乾燥させる乾燥器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シートの搬入口および搬出口を有する箱状のケーシングと、このケーシング内に一定間隔で配設された複数の案内ローラと、上記シート表面に乾燥用の熱風を吹き付ける複数の熱風吹付部とを有する乾燥器に、プラスチックフィルム等からなるシートを上記案内ローラに沿って搬送しつつ、このシート上の塗工液を、上記熱風により乾燥させるように構成された乾燥器が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
シートの表面に塗工される塗工液には、有機溶液性のものと、水溶性のものとがあり、有機塗工液がシートの表面に塗工されている場合には、消防法の規制により電熱器タイプの加熱手段を用いて上記塗工液の乾燥を行うことができないので、シートの表面に吹き付けられる熱風のみが加熱用の熱源として用いられていた。
【０００４】
一方、水性塗工液では、有機塗工液に比べて、乾燥に要する熱量が格段に多いので、この熱量を確保するためにシートに吹き付けられる熱風の温度を高くする必要がある。このため、上記シートが高温に加熱されることが避けられず、このシートが熱膨張することに起因して皺が形成されるという問題があるとともに、印刷が施されたシートに塗工液を塗工してコーティングする場合またはシートに塗工液を複数回重ねてカラー印刷を行う場合に、印刷柄の長さが伸びたり縮んだりすることにより、印刷不良が発生する等の問題があった。
【０００５】
上記の弊害を防止するため、シートに乾燥用の熱風を吹き付ける熱風吹付手段と、電熱タイプの加熱手段との両方を上記乾燥器に設けることも考えられるが、このような乾燥器は、水性塗工液の乾燥用のみに用途が限定され、有機塗工液の乾燥用および水性塗工液の乾燥用として兼用することができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、シートが過度に加熱されて膨張する等の弊害を生じることなく、水性塗工液を効率よく乾燥させることができるとともに、有機塗工液の乾燥用および水性塗工液の乾燥用として兼用することができる乾燥器を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、塗工液が塗工されたシートの搬入口および搬出口を有する箱状のケーシングと、このケーシング内に配設された複数の案内ローラと、上記シートに熱風を吹き付けて上記塗工液を乾燥させる熱風吹付部とを有する乾燥器において、上記案内ローラによって案内されるシートの搬送路に近接した部材の少なくとも表面部に、アルミニウム製の基層からアルミナ製の非晶質層を経てアルミナ製の結晶質層へと組成が連続的に変化するアルミニウム／アルミナ系の傾斜機能材料を設けたものである。
【０００８】
上記構成によれば、熱風吹付部から上記シートに向けて熱風が吹き付けられるとともに、この熱風によって上記アルミニウム／アルミナ系の傾斜機能材料が加熱されるのに応じ、この傾斜機能材料からシートに向けて遠赤外線が放射されるため、上記熱風の加熱作用と、上記遠赤外線の加熱作用との両方により、上記シートに塗工された塗工液の乾燥が促進されることになる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、上記請求項１記載の乾燥器において、シートの搬送路に配設された案内ローラの周面部を、上記アルミニウム／アルミナ系の傾斜機能材料によって形成したものである。
【００１０】
上記構成によれば、熱風吹付部から上記シートに吹き付けられた熱風により、上記案内ローラの周面部に設けられたアルミニウム／アルミナ系の傾斜機能材料が加熱されるのに応じ、この傾斜機能材料からシートに向けて遠赤外線が直接的に放射されるため、上記シートに塗工された塗工液の乾燥が効果的に促進されることになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１および図２は、本発明に係る乾燥器の実施形態を示している。この乾燥器は、紙、プラスチックフィルムまたはアルミニウム箔製ラミネートフィルム等からなるシート１の表面に塗工された塗工液を乾燥させるものであり、上記シート１の搬入口２および搬出口３を有する箱状のケーシング４と、このケーシング４内に一定間隔で配設された複数の案内ローラ５と、上記シート１に向けて熱風を吹き付ける熱風吹付部６とを備えている。
【００１２】
上記複数の案内ローラ５は、シート１の搬入口２から搬出口３までの間に、湾曲状の搬送路を構成するように配置されている。そして、塗工液の塗工部（図示せず）を経て上記搬入口２からケーシング４内に導入されたシート１が、上記各案内ローラ５によって案内されつつ上方に移動し、上記搬出口３から外部に導出されるようになっている。また、上記各案内ローラ５，５の間には、熱風吹付部６からシート１に吹き付けられた熱風の流れを、シート１の裏面に沿った方向に規制する整流板２０がそれぞれ配設されている。
【００１３】
上記ケーシング４の壁面には、図外の送風機および加熱源を有する給気部に接続された給気ダクト７がシート搬送方向の下流部側に設置されるとともに、図外の排気処理部等に連通する排気ダクト８が、上記給気ダクト７の背面側に設置されている。この給気ダクト７には、シート１の搬送方向に伸びる一定幅のヘッダ９が側壁面に接続されている。このヘッダ９には、上記熱風吹付部６がシート１の搬送方向と直交する方向に伸びるように形成されている。
【００１４】
上記熱風吹付部６は、シートの搬入口２の近傍に配列されたＶ型ノズルからなる３個の第１熱風吹付部６ａと、シートの搬出口３の近傍に設けられたＶ型ノズルからなる単一の第２熱風吹付部６ｂと、上記第１熱風吹付部６ａと第２熱風吹付部６ｂとの間に配設された多数の吹出孔１０を有する多孔板ノズルからなる６個の第３熱風吹付部６ｃとによって構成されている。この第３熱風吹付部６ｃのうち最下流部に位置するものは、上記第２熱風吹付部６ｂと一体に形成されている。
【００１５】
そして、上記第１〜第３熱風吹付部６ａ〜６ｃは、それぞれ上記案内ローラ５に対向する位置に配設されるとともに、取付ボルト等によって上記ヘッダ９に着脱自在に取り付けられている。また、上記各熱風吹付部６ａ〜６ｃの間には、これらの熱風吹付部６ａ〜６ｃから吹き出された熱風の排気を上記排気ダクト８の設置部側に案内するための間隙１１が設けられている。この間隙１１は、上記熱風の排気をスムーズに案内することが可能な寸法で、上記ケーシング４が必要以上に大型化するのを防止し得る寸法に設定されている。
【００１６】
また、上記排気ダクト８は、ケーシング４の上方部においてその幅方向の略全域に配設されている。そして、上記排気ダクト８の前面および底面等に形成された排気取入口から導入された上記乾燥用エアの排気が、上記排気ダクト８を介して外部に導出されるようになっている。
【００１７】
上記各案内ローラ５によって案内されるシート１の搬送路に近接した部材、例えば上記シート１の搬送路に対向する案内ローラ５の周面部、熱風吹付部６および整流板２０等の少なくとも一つは、図３に示すように、アルミニウム製の基層２１からアルミナ製の非晶質層２２を経てアルミナ製の結晶質層２３へと組成が連続的に変化するアルミニウム／アルミナ系の傾斜機能材料２４により形成されている。
【００１８】
上記傾斜機能材料２４は、アルミニウム製の基層２１上に、気相析出法、粉末成型法、プラズマ溶射法または電解析出法等の手段で、上記アルミナ製の非晶質層２２と結晶質層２３とを形成したものであり、各層２１，２２，２３の間に、相隣接する両層が混在した境界部が形成されるとともに、両層の混合率が次第に変化するようになっている。
【００１９】
上記の構造を有するアルミニウム／アルミナ系の傾斜機能材料２４は、ビッカース高度が約３００ｋｇ／ｍｍ〜４００ｋｇ／ｍｍと非常に硬く、ヤング率が大きく塑性変形しにくい、表面が摺動性に富むとともに耐摩耗性に優れ、シート１等との離型性が高いとともに汚れにくい、電気絶縁性が高い、熱伝導性が良好である等の特性を有している。
【００２０】
さらに、上記傾斜機能材料２４は、熱放射性が高く、４０℃〜８０℃程度の温度に加熱されると、プランクの分布式から導かれるウィーンの変位側の式［λ（μｍ）＝２８９７／Ｔ］より、９．２６μｍ〜８．２１μｍの波長を有する遠赤外線を放射し、その放射率が他の材料に比べて極めて高いという特性を有している。なお、上記熱放射性とは、物質粒子の熱じょう乱により、物質から近赤外線、赤外線、遠赤外線、可視光線、または紫外線等が放射される現象をいう。また、上記ウィーンの変位側の式において、Ｔは、絶対温度（°Ｋ）を示している。
【００２１】
上記構成において、図外の塗工液の塗工部等から繰り出されたシート１は、上記搬入口２からケーシング４内に導入された後、案内ローラ５に沿って案内されつつ、上記第１〜第３熱風吹付部６ａ〜６ｃから吹き出した乾燥用の熱風が吹き付けられることにより、このシート１の表面に塗工された塗工液中に含有された溶剤等の気化が促進される。
【００２２】
この場合、まず上記搬入口２の近傍に位置するＶ型ノズルからなる複数の第１熱風吹付部６ａから、シート１の表面に上記熱風が吹き付けられることにより、塗工液の塗工面が荒れるのを防止した状態で、この塗工液がある程度乾燥する。次いで、上記第１熱風吹付部６ａの下流部に配設された多孔板ノズルからなる複数の第３熱風吹付部６ｃおよび上記第２熱風吹付部６ｂから上記シート１に乾燥用の熱風が吹き付けられることにより、上記塗工液が乾燥する。上記各熱風吹付部６ａ〜６ｃからシート１に吹き付けられた熱風は、図１の矢印で示すように、各熱風吹付部６間の間隙１１を通ってヘッダ９の背面側に案内された後、上記排気ダクト８内に導入されて外部に導出されることになる。また、上記シート１の裏面側に流入した熱風は、上記整流板２０によりシート１の裏面に沿った方向に案内された後、図外の排出口から外部に導出されることになる。
【００２３】
そして、上記シート１の搬送路に近接した位置に配設されたアルミニウム／アルミナ系の傾斜機能材料２４が、上記熱風吹付部６から吹き付けられた熱風によって加熱されるのに応じ、この傾斜機能材料２４から遠赤外線が放射されるため、この遠赤外線により上記シート１が加熱されて上記塗工液の乾燥が促進される。すなわち、上記熱風によって傾斜機能材料２４が４０℃〜８０℃程度の温度に加熱されると、上記のように傾斜機能材料２４から９．２６μｍ〜８．２０μｍの波長を有する遠赤外線がシート１に向けて放射されるため、この遠赤外線がシート１に吸収されて熱エネルギーに変換されることにより、上記塗工液の乾燥が促進されることになる。
【００２４】
シート１に対する遠赤外線の透過率および吸収率は、その波長およびシート１の材質に応じてそれぞれ異なった値を示し、例えばアイソタクチックポリプロピレン（ＰＰ）およびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）では、図４および図５に示すように、８．５５μｍ〜８．７７μｍの波長を有する遠赤外線の透過率が４０〜６０％となって上記遠赤外線の吸収率が高くなるため、上記傾斜機能材料２４を６５℃〜５７℃の温度に加熱することにより、上記乾燥促進効果を期待できる。また、６−ナイロン（ＮＹ６）では、図６に示すように、８．３０μｍ程度の波長を有する遠赤外線の透過率が５０％程度となって上記遠赤外線の吸収率がピークを示すため、上記傾斜機能材料２４を５０℃前後の温度に加熱することにより、上記乾燥促進効果を期待できる。
【００２５】
その他、図示していないが、ポリカーボネート（ＰＣ）では、８．６０μｍの波長を有する遠赤外線の透過率が１０％程度となって遠赤外線の吸収率がピークを示すため、上記傾斜機能材料２４を６４℃程度の温度に加熱することにより、上記乾燥促進効果を期待でき、ポリスチレン（ＰＳ）では、８．８９μｍ〜９．３５μｍの波長を有する遠赤外線の透過率が６０％程度となって上記遠赤外線の吸収率が高くなるため、上記傾斜機能材料２４を６５℃〜５３℃の温度に加熱することにより、上記乾燥促進効果を期待できる。
【００２６】
なお、ポリエチレン（ＰＥ）では、図７に示すように、６．７６μｍ〜６．９４μｍの波長および１３．３３μｍ〜１３．８９μｍの波長を有する遠赤外線について、その透過率が低くなるとともに、吸収率が高くなるピークを有し、８．００μｍ〜９．００μｍの波長を有する遠赤外線については、その吸収率が高くなるピークを有していないため、上記の温度範囲で乾燥促進効果を、それ程期待することができない。
【００２７】
上記のように塗工液が塗工されたシート１の搬入口２および搬出口３を有する箱状のケーシング４と、このケーシング４内に複数の案内ローラ５と、上記シート１に乾燥用の熱風を吹き付ける熱風吹付部６とを有する乾燥器において、上記案内ローラ５によって案内されるシート１の搬送路に近接した部材に、アルミニウム製の基層２１からアルミナ製の非晶質層２２を経てアルミナ製の結晶質層２３へと組成が連続的に変化するアルミニウム／アルミナ系の傾斜機能材料２４を設けたため、上記熱風をシート１に吹き付けることによる乾燥促進作用と、上記傾斜機能材料２４から放射される遠赤外線による加熱作用との相乗作用により、上記シート１に塗工された塗工液を、乾燥器内において迅速かつ適正に乾燥させることができる。
【００２８】
したがって、上記シート１の表面に水性塗工液が塗工されている場合においても、上記熱風吹付部６からシート１に吹き付けられる熱風の温度を高くすることに起因してシート１の熱膨張率が大きくなる等の弊害を生じることなく、上記塗工液を効果的に乾燥することができるという利点がある。しかも、電熱式ヒータを設けることなく、上記塗工液を乾燥させることができるため、有機塗工液タイプについても本発明の構成を有する乾燥器を使用することが可能である。
【００２９】
また、上記のようにシート１に対する遠赤外線の透過率および吸収率は、その波長およびシート１の材質に応じてそれぞれ異なった値を示すため、上記傾斜機能材料２４から放射される遠赤外線をシート１に効率よく吸収させて、上記塗工液を効果的に乾燥させることができるように、シート１の材質に応じて上記傾斜機能材料２４の加熱温度を制御することにより、上記傾斜機能材料２４から放射される遠赤外線の波長を調節するように構成することが望ましい。
【００３０】
また、上記アルミニウム／アルミナ系の傾斜機能材料２４は、表面がアルミナからなるセラミックス材により被覆されているので、摺動性に富むとともに耐摩耗性に優れ、シート１の離型性が高いとともに汚れにくい等の特性を有している。このため、案内ローラ５の周面部を上記傾斜機能材料２４により形成した場合には、上記案内ローラ５によるシート１の案内を効果的に行うことができるとともに、案内ローラ５の周面部が汚れたり、早期に摩耗したりすることを効果的に防止できる等の利点がある。
【００３１】
また、塗工液の種類やタイプの違い、例えば水性塗工液や有機塗工液などの溶媒や洋室の材料による遠赤外線の吸収スペクトルもそれぞれ異なっているので、加熱硬化が温度により大きく左右される。このため、材料のスペクトルに応じた温度スケジュールで上記加熱制御を実行することにより、更なる乾燥品質の向上を図ることができる。
【００３２】
特に、上記実施形態に示すように、熱風吹付部６からシート１に吹き付けられた熱風の流れを、シート１の裏面に沿った方向に規制する整流板２０を各案内ローラ５，５の間に配設した場合には、シート１の裏面に沿って流動する熱風によりシート１が加熱されるとともに、上記熱風により案内ローラ５が効率よく加熱されて上記遠赤外線の放射が促進されるため、上記塗工液の乾燥を効果的に促進することができる。
【００３３】
なお、上記シート１の搬送路に近接した部材、例えば案内ローラ５の周面部の必ずしも全体を上記アルミニウム／アルミナ系の傾斜機能材料２４により形成する必要はなく、上記部材の表面部のみを上記傾斜機能材料２４により被覆するように構成してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明は、塗工液が塗工されたシートの搬入口および搬出口を有する箱状のケーシングと、このケーシング内に配設された複数の案内ローラと、上記シートに熱風を吹き付けて上記塗工液を乾燥させる熱風吹付部とを有する乾燥器において、上記案内ローラによって案内されるシートの搬送路に近接した部材の少なくとも表面部に、アルミニウム製の基層からアルミナ製の非晶質層を経てアルミナ製の結晶質層へと組成が連続的に変化するアルミニウム／アルミナ系の傾斜機能材料を設けたため、上記熱風の温度を過度に高く設定したり、電熱ヒータを使用したりすることなく、この熱風をシートに吹き付けることによる乾燥促進作用と、上記傾斜機能材料から放射される遠赤外線による加熱作用との相乗作用により、上記シートに塗工された塗工液を迅速かつ適正に乾燥させることができるという利点がある。
【００３５】
また、請求項２に係る発明は、摺動性に富むとともに耐摩耗性に優れ、シート１の離型性が高いとともに汚れにくい等の特性を有する上記傾斜機能材料を案内ローラの周面部に形成したため、上記塗工液の乾燥促進効果と、上記案内ローラの周面部が汚れたり、早期に摩耗したりすることを効果的に防止できる等の効果とが同時に得られるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る乾燥器の実施形態を示す側面断面図である。
【図２】上記乾燥器の実施例を示す正面断面図である。
【図３】傾斜機能材料の具体的機構成を示す断面図である。
【図４】アイソタクチックポリプロピンの遠赤外線の透過率とその波長との関係を示すグラフである。
【図５】ポリエチレンテレフタレートの遠赤外線の透過率とその波長との関係を示すグラフである。
【図６】ナイロン６の遠赤外線の透過率とその波長との関係を示すグラフである。
【図７】ポリエチレンの遠赤外線の透過率とその波長との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１　シート
２　搬入口
３　搬出口
４　ケーシング
５　案内ローラ
６　熱風吹付部
７　給風ダクト
８　排気ダクト
９　ヘッダ
１０　吹出孔
１１　間隙
２０　整流板
２１　基層
２２　非晶質層
２３　結晶質層
２４　傾斜機能材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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