(57)【要約】【課題】対象物に均一に気体を接触させてムラなく乾燥させる。【解決手段】乾燥ドラム２と、乾燥ドラム２内に温風を供給する送風装置とを設ける。乾燥ドラム２を、中空円柱形状をなしその外周の少なくとも一部に開口部６ａが設けられるドラム本体６を有する構成とする。開口部６ａを、互いに連通する空隙が形成された三次元網目構造の多孔質体１１によって覆う。多孔質体１１を、孔の平均径と気孔率とのうち少なくともいずれか一方が異なる多孔質層１３を複数層積層してなる積層体とする。多孔質体１１を構成する複数の多孔質層１３のうち、紙や不織布等の対象物Ｓに接触する側に位置する多孔質層の孔の平均径と気孔率とのうち少なくともいずれか一方を、ドラム本体６の内周面側に位置する多孔質層よりも小とする。【選択図】        図３
2004225954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部から対象物に向けて気体を吐出するか、または開口部から対象物を通じて気体を吸入することによって前記対象物を乾燥させる乾燥装置であって、
前記開口部が、互いに連通する空隙が形成された三次元網目構造の多孔質体によって覆われていることを特徴とする乾燥装置。
【請求項２】
前記多孔質体が、金属粉末から粉末発泡法を用いて形成した気泡を有するグリーンシートを焼結して得た多孔質金属焼結体によって構成されていることを特徴とする請求項１記載の乾燥装置。
【請求項３】
前記多孔質体が、発泡樹脂にめっき層を形成したのちに前記発泡樹脂を除去して得た多孔質金属によって構成されていることを特徴とする請求項１記載の乾燥装置。
【請求項４】
前記多孔質体が、空隙を形成する孔の平均径と気孔率とのうち少なくともいずれか一方が異なる多孔質層を複数層積層してなる積層体とされていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の乾燥装置。
【請求項５】
前記多孔質体を構成する複数の多孔質層のうち、前記対象物側に位置する多孔質層の孔の平均径と気孔率とのうち少なくともいずれか一方が、反対側に位置する多孔質層よりも小とされていることを特徴とする請求項４記載の乾燥装置。
【請求項６】
前記多孔質体が、耐食性を有する金属または合金によって構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物の乾燥に用いられる乾燥装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工業製品には、その製造方法の関係で、製造過程において乾燥処理が施されるものがある。
例えば、各種の紙や、湿式法で作製される不織布等は、繊維を漉くことによって形成されるものであって、形成直後は水分を含んでいるので、後段の工程で乾燥処理が施される。
【０００３】
この乾燥処理には、紙や不織布に気体を吹き付けて乾燥させるか、もしくは外気を紙や不織布越しに吸引することによって紙や不織布中の水分を吸引して乾燥させる乾燥装置が用いられる。例えば、後述する特許文献１には、外周面に多数の孔が設けられた圧搾用真空ロールを用いるものが記載されている。この圧搾用真空ロールは、対向するロールとの間に紙を通すことで紙から水分を搾り取るとともに、この搾り取られた水分を圧搾用真空ロール内に吸引することによって紙を脱水するものである。
ここで、圧搾用真空ロールの外周面の孔は、機械加工によって形成されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２０００−１７５９５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
紙や不織布を短時間でムラなく乾燥させるには、紙や不織布全体に均一に気体を接触させる必要があるが、そのためには圧搾用真空ロールの外周面の表面積に占める孔の開口面積の割合を十分高くする必要がある。
しかし、単に孔径を大きくして開口面積を確保しても、孔を通過する気流自体にムラが生じてしまい、紙や不織布に均一に気体を接触させることはできない。
一方、孔径を小さくした場合には、孔を通過する気流にムラが生じにくいが、外周面に形成することのできる孔の数には限度があるため、開口面積を十分に確保することができない。
このため、従来は、紙や不織布全体に均一に気体を接触させることが困難で、乾燥ムラをなくすためには乾燥に時間をかける必要があり、作業効率が悪かった。
【０００６】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであって、対象物に均一に気体を接触させてムラなく乾燥させることができる乾燥装置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】
本発明にかかる乾燥装置は、開口部から対象物に向けて気体を吐出するか、または開口部から対象物を通じて気体を吸入することによって前記対象物を乾燥させる乾燥装置であって、前記開口部が、互いに連通する空隙が形成された三次元網目構造の多孔質体によって覆われていることを特徴としている。
【０００８】
このように構成される乾燥装置は、開口部が多孔質体によって覆われているので、多孔質体がディフューザとして作用する。
すなわち、開口部を通じて気体の吐出または吸入を行うと、多孔質体内で気流が拡散されて均一化されるので、開口部の全面から均一に気体を吐出または吸入することができ、対象物を気体に均一に接触させることができる。また、多孔質体を開口部以外の領域にも設けた場合には、開口部に対向する領域だけでなく、多孔質体の表面全体から均一に気体を吐出または吸入することができる。
この多孔質体は、中実の骨格を有するがゆえに十分な強度を呈し、高い気孔率を設定することが可能であるので、空隙を形成する孔の径を十分に小さくしつつ、開口面積を大きくとることができ、対象物に均一に気体を接触させることができる。
【０００９】
この乾燥装置において、多孔質体は、金属粉末から粉末発泡法を用いて形成した気泡を有するグリーンシートを焼結して得た多孔質金属焼結体によって構成されていてもよい。
この場合には、多孔質体を、平均径が数十から数百μｍ程度のごく微細で均一な孔径の連続気孔を有し、かつ５０〜９５％程度の高い気孔率を有する多孔質体とすることができる。
また、このようにして得られる多孔質体は、グリーンシートの発泡の程度（気孔の平均径や気孔率）を制御することによって厚みや気孔の平均径、気孔率を自在に制御することができる。
【００１０】
また、多孔質体は、発泡樹脂にめっき層を形成したのちに発泡樹脂を除去して得た多孔質金属によって構成されていてもよい。
この場合には、多孔質体を、平均径が数十から数百μｍ程度のごく微細で均一な孔径の連続気孔を有し、かつ８０〜９５％程度の高い気孔率を有する多孔質体とすることができる。
また、このようにして得られる多孔質体は、多孔質体を構成するめっき層の下地となる発泡樹脂として、適切な厚みで適度な発泡の程度のもの（気孔の平均径や気孔率）を選択することによって、厚みや気孔の平均径、気孔率を自在に制御することができる。
【００１１】
また、この乾燥装置において、多孔質体が、空隙を形成する孔の平均径と気孔率とのうち少なくともいずれか一方が異なる多孔質層を複数層積層してなる積層体とされていてもよい。
このように、多孔質体を、孔の平均径または気孔率、もしくはこれら両方が異なる多孔質層によって構成することで、各多孔質層の孔の平均径及び気孔率が同一である場合に比べて、多孔質体を最短距離で通過する気流が減少し、多孔質体内で気流が十分に拡散されて均一化されるので、多孔質体のディフューザとしての性能が向上する。
また、この構成では、多孔質体の厚みを増やさずにディフューザとしての効果を高めることができるので、通気性の低下を最小限に抑えることができる。
【００１２】
この乾燥装置において、多孔質体を構成する複数の多孔質層のうち、対象物側に位置する多孔質層の孔の平均径と気孔率とのうち少なくともいずれか一方が、反対側に位置する多孔質層よりも小とされていてもよい。
この構成では、乾燥装置が多孔質体と対象物とを接触させた状態で使用する構成である場合には、多孔質体を上記の構成とすることで、多孔質体において対象物と接触する表面が滑らかとなるので、対象物と多孔質体との干渉が生じにくくなり、多孔質体に対する対象物の相対的な移動を円滑に行うことができる。
また、乾燥装置を、対象物に対して気体を吹き付ける構成とした場合、対象物に対してより均一に気体を接触させることができるので、ムラのない乾燥状態を容易に得ることができる。
【００１３】
また、この乾燥装置において、多孔質体が、耐食性を有する金属または合金によって構成されていてもよい。このような金属または合金としては、ステンレス鋼やニッケル、ニッケル基合金等がある。
この場合には、多孔質体が腐食しにくくなって耐久性が向上するので、メンテナンスが容易となり、また腐食性の液体を含む対象物の乾燥処理や、高温・高湿雰囲気下、もしくは腐食性雰囲気下における乾燥処理にも使用することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図を用いて説明する。
本実施の形態では、帯状に形成された紙や不織布（以下、対象物Ｓと呼ぶ）の乾燥処理に用いる乾燥装置について示す。
【００１５】
図１に示すように、乾燥装置１は、乾燥ドラム２と、乾燥ドラム２を回転駆動する駆動装置３と、乾燥ドラム２内に温風を供給する送風装置４とを有している。
乾燥ドラム２は、図２に示すように、中空円柱形状をなしその外周の少なくとも一部に開口部６ａが設けられるドラム本体６と、ドラム本体６の軸方向の両端に略同軸にして設けられて、ドラム本体６と駆動装置３との接続部をなすとともにドラム本体６内と送風装置４とを接続する管路となる中空軸７とを有している。
ここで、乾燥ドラム２は、ステンレス鋼やニッケル、ニッケル基合金などの耐食性を有する金属または合金によって構成することが好ましい。
また、ドラム本体６の開口部６ａは例えばスリットや孔等によって構成されており、開口面積が十分確保されていればその大きさや形状、配置は任意である。
【００１６】
図１及び図３に示すように、ドラム本体６の外周には、互いに連通する空隙が形成された三次元網目構造の多孔質体１１が全周にわたって設けられており、この多孔質体１１によって、開口部６ａが覆われている。この多孔質体１１は、中実の骨格を有するがゆえに十分な強度を呈し、高い気孔率を設定することが可能である。
【００１７】
多孔質体１１は、ドラム本体６に対して、リング状の留め具によって挟み込んで固定したり、スポット溶接やろう付け、接着等によって装着されるものである。多孔質体１１を接着によってドラム本体６に取り付ける場合には、接着剤として、送風装置４から供給される温風の温度（最高でも約１００〜１５０°Ｃ程度）に耐えられるものが用いられる。
また、多孔質体１１において、ドラム本体６の軸方向の端部には封止部材１２が設けられていて、端部での気体の流通が規制されている。この封止材１２としては、目止め剤を用いるほか、多孔質体１１の固定に用いる留め具やろう材、接着剤を用いてもよい。本実施の形態では、封止材１２として環状の留め具を用いている。
【００１８】
多孔質体１１は、金属または合金によって構成されるものであって、平均径が数十から数百μｍ程度のごく微細で均一な孔径の連続気孔を有し、かつ５０〜９５％程度の高い気孔率を有している。
多孔質体１１を構成する金属または合金としては、ステンレス鋼やニッケル、ニッケル基合金などの耐食性を有する金属または合金を用いることが好ましい。
【００１９】
この多孔質体１１は、図３に示すように、孔の平均径と気孔率とのうち少なくともいずれか一方が異なる多孔質層１３を複数層積層してなる積層体とされている。これら多孔質層１３同士は、ドラム本体に多孔質体１１を固定する留め具の拘束力によって固定してもよいが、多孔質層１３同士をスポット溶接やろう付け、接着、拡散接合などによって一体化させることが好ましい。ここで、これら多孔質層１３は、圧着させた状態で加熱することによって拡散接合することができる。
また、多孔質体１１を構成する複数の多孔質層１３のうち、対象物Ｓに接触する側に位置する多孔質層１３の孔の平均径と気孔率とのうち少なくともいずれか一方が、対象物Ｓとは反対側の、ドラム本体６の内周面側に位置する多孔質層１３よりも小とされている。
【００２０】
本実施の形態では、多孔質体１１を、ドラム本体６側から順に、第一多孔質層１３ａ、第二多孔質層１３ｂ、第三多孔質層１３ｃの三層の多孔質層１３を積層した構成としており、また、これらの合計の厚みを１ｍｍ以上確保している。
第一多孔質層１３ａは、厚みが０．７ｍｍ、気孔の平均径が４００μｍ、気孔率が９０％とされており、第二多孔質層１３ｂは、厚みが０．５ｍｍ、気孔の平均径が２００μｍ、気孔率が８５％とされており、第三多孔質層１３ｃは、厚みが０．５ｍｍ、気孔の平均径が１００μｍ、気孔率が８０％とされている。
【００２１】
これら多孔質層１３は、予め目的の寸法の円筒形状に形成してもよいが、シート状に形成した多孔質層１３を、ドラム本体６の外周に巻きつけた状態にして固定してもよい。このように多孔質層１３をシート状に形成した場合には、ドラム本体６の外周に固定すると、これら多孔質層１３には、それぞれの端部同士の継ぎ目が生じるが、これら多孔質層１３は、それぞれの継ぎ目の位置を、ドラム本体６の周方向にずらして設けられる。
【００２２】
多孔質体１１を構成する多孔質層１３は、例えば金属粉末から粉末発泡法を用いて形成したグリーンシートを焼結して得た多孔質金属焼結体によって構成される。
この多孔質金属焼結体は、例えば特開平０８−８１７０３号公報に記載の技術を用いて製造することができる。
具体的には、金属粉末に、結合剤、界面活性剤、発泡剤などを添加して発泡させて得られた三次元網目構造の多孔質成形体（グリーンシート）を焼結することで、上記の多孔質金属焼結体を得る。ここで、多孔質成形体の製造条件を適宜調整することによって、その厚みや気孔率、気孔の寸法を容易に所望の値に設定できる。
ここで、この製造方法では、多孔質体１１を構成する各多孔質層１３となるグリーンシートを別々に焼結したのち、これら焼結体を積み重ねて得た積層体を焼結することによって、各多孔質層１３が一体化された多孔質体１１を得ることができる。
【００２３】
また、多孔質層１３は、発泡樹脂にめっき層を形成したのちに前記発泡樹脂を除去して得た多孔質金属によって構成されてもよい。
この多孔質金属は、特公平５−２７４７号公報に記載されている。
具体的には、三次元網目構造を有するウレタン樹脂等の発泡樹脂の骨格表面に、無電解めっきや導電性塗料を塗布するなどして導電処理を施したのちに（発泡樹脂が導電性を有している場合にはこの処理は不要である）、骨格表面にさらに電気めっきを施してめっき層を形成する。そして、このめっきされた発泡樹脂に熱処理を施して樹脂成分を焼失させることで、発泡樹脂の骨格形状が転写されためっき層からなる三次元網目構造を有する多孔質金属層を得る。
ここで、この製造方法では、多孔質層１３を構成するめっき層の下地となる発泡樹脂として、適切な厚みで適度な発泡の程度のもの（気孔の平均径や気孔率）を選択することによって、厚みや気孔の平均径、気孔率を自在に制御することができる。
【００２４】
このように構成される乾燥装置１は、図３に示すように、帯状に形成された対象物Ｓを、乾燥ドラム２の外周の少なくとも一部に対向または接触させた状態にして長手方向に連続的に搬送し、駆動装置３によって乾燥ドラム２を対象物Ｓの搬送速度に合わせて回転させながら、送風装置４から乾燥ドラム２内に供給された温風を開口部６ａから吐出して対象物Ｓに吹き付けることで、対象物Ｓを連続的に乾燥させるものである。
【００２５】
乾燥ドラム２のドラム本体６内に供給された温風は、開口部６ａを通じて多孔質体１１内に流入する。
すると、この多孔質体１１がディフューザとして作用して、多孔質体１１内で気流が拡散されて、多孔質体１１内全体で気流が均一化される。すなわち、開口部６ａを通じて多孔質体１１内に流入した気体は、多孔質体１１の厚み方向の流れに加えて多孔質体１１の面に沿った流れを形成することとなり、多孔質体１１において開口部６ａに対向する領域だけでなく、それ以外の他の領域からも均一に吐出される。
このように、多孔質体１１の表面全体から均一に気体を吐出することができるので、対象物Ｓを気体に均一に接触させて、ムラなく効率的に対象物Ｓを乾燥させることができる。
【００２６】
さらに、この乾燥装置１では、多孔質体１１を、空隙を形成する孔の平均径と気孔率とのうち少なくともいずれか一方が異なる多孔質層１３を複数層積層した構成としている。これにより、各多孔質層１３の孔の平均径及び気孔率が同一である場合に比べて、多孔質体１１を最短距離で通過する気流が減少し、多孔質体１１内で気流が十分に拡散されて均一化されるので、多孔質体１１のディフューザとしての性能が高い。
この効果は、単に多孔質体１１の厚みを増すことによっても得ることができるが、この場合には、厚みの増加に伴って多孔質体１１の通気性が低下する（このため、多孔質層１１の厚みは、１ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることが好ましい）。
しかし、上記のように多孔質体１１を積層構造とすることで、多孔質体１１の厚みを増やさずにディフューザとしての効果を高めることができ、厚みの増加に由来する通気性の低下を最小限に抑えることができる。
【００２７】
そして、この乾燥装置１においては、多孔質体１１を構成する複数の多孔質層１３のうち、対象物Ｓ側に位置する多孔質層１３の孔の平均径と気孔率とのうち少なくともいずれか一方が、反対側に位置する多孔質層１３よりも小とされているので、多孔質体１１を通過する気体が各多孔質層１３を通過するにつれて次第に拡散されることとなって多孔質体１１内での気体の拡散がより効果的に行われるので、多孔質体１１のディフューザとしての性能がより優れている。
また、この構成では、多孔質体１１において対象物Ｓと接触する多孔質層１３は多孔質層１３のうち最も表面が滑らかであるので、対象物Ｓと多孔質体１１との干渉が生じにくくなり、多孔質体１１に対する対象物Ｓの相対的な移動を円滑に行うことができる。
【００２８】
ここで、隣接する多孔質層１３同士の間では、気孔の平均径の差が５００μｍよりも大きい場合、または気孔率の差が４０％より大きい場合には、多孔質層１３間での気孔の平均径の差または気孔率の差が大きすぎて、気体の拡散が十分に行われなくなる。また、隣接する多孔質層１３同士の間では、気孔の平均径の差が２０μｍよりも小さく、かつ気孔率の差が５％よりも小さい場合には、多孔質層１３間での気孔の平均径の差または気孔率の差が少なすぎて、多孔質層１３を積層したことによる効果が十分でなくなる。
このため、隣接する多孔質層１３同士の間では、気孔の平均径の差は２０μｍ以上５００μｍ以下とすることが好ましく、同様に、隣接する多孔質層１３同士の間では、気孔率の差は５％以上４０％以下とすることが好ましい。
【００２９】
ここで、多孔質体１１を、シート状に形成した多孔質層１３によって構成した場合には、これら多孔質層１３の端部同士の継ぎ目の位置をドラム本体６の周方向にずらして設けることで、継ぎ目による通気性や気流の拡散性への影響を軽減させて、局所的な性能の低下を防止することができる。
【００３０】
また、この乾燥装置１においては、乾燥ドラム２及び多孔質体１１が、耐食性を有する金属または合金によって構成されているので、これらは腐食しにくく、耐久性が高い。これにより、乾燥装置１のメンテナンスが容易で、また腐食性の液体を含む対象物Ｓの乾燥処理や、高温・高湿雰囲気下、もしくは腐食性雰囲気下における乾燥処理にも使用することが可能となる。
【００３１】
ここで、上記実施の形態では、ドラム本体６の外周面に複数の開口部６ａを設けた例を示したが、多孔質体１１自体が十分な強度を有している場合には、ドラム本体６の外周面全周にわたって開口部を形成し、多孔質体１１がドラム本体６の外周面を構成していてもよい。
また、上記実施の形態では、乾燥ドラム２を回転駆動する構成を示したが、乾燥ドラムを回転させない構成としてもよい。この場合には、駆動装置３は不要である。また、ドラム本体６は中空円柱形状に限らず他の中空形状としてもよく、またドラム本体６において対象物Ｓと接触または対向する部位にのみ開口部６ａ及び多孔質体１１を設けていればよい。
【００３２】
また、上記実施の形態では、乾燥ドラム２に送風装置４が接続されて、乾燥ドラム２から対象物Ｓに温風を吹き付けて乾燥させる構成としたが、これに限られることなく、乾燥ドラム２に対して送風装置４の代わりに吸引装置を接続して、乾燥ドラム２から対象物Ｓを通じて外気を吸引することによって対象物Ｓ中の水分を吸引して乾燥させる構成としてもよい。
【００３３】
また、上記実施の形態では、開口部６ａが乾燥ドラム２に設けられている例を示したが、これに限られることなく、乾燥ドラム２を用いずに、単に送風装置４の吹出口または吸引装置の吸入口によって開口部６ａを構成し、この開口部６ａを多孔質体１１によって覆った構成としてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明にかかる乾燥装置は、開口部全体にわたって均一な通気を確保することができるので、対象物に均一に気体を接触させて、対象物をムラなく乾燥させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる乾燥装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態にかかる乾燥装置の乾燥ドラム本体の構成を示す斜視図である。
【図３】図１に示す乾燥ドラムの軸直交断面図である。
【符号の説明】
１  乾燥装置                            ６ａ  開口部
１１  多孔質体                          １３  多孔質層
Ｓ  対象物
【図１】
2004225954.tif 000003
【図２】
2004225954.tif 000004
【図３】
2004225954.tif 000005