(57)【要約】【課題】  塗膜形成後のウェブが乾燥装置のウェブ入口を通過する際に、該ウェブ入口に生じる気流によって塗膜表面に風紋等の面質不良が発生することを防止する。【解決手段】  乾燥装置４のウェブ入口７に、水平に進入してくるウェブ１の下面を支持して搬送するように下ローラ１２を配置すると共に、該下ローラ１２で支持されたウェブ１の上方には微小な隙間１３をあけて上ローラ１１を配置し、更に上ローラ１１の上側に大きい空気通路１４を設け、乾燥装置４の内外に気圧差が生じた時にウェブ入口７に生じる気流が主として空気通路１４を流れる構成とし、ウェブ１と上ローラ１１との間の隙間１３に気流がほとんど流れ込まないようにしてウェブ上面の液状の塗膜が気流によって乱されないようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続状のウェブの表面に形成された液状の塗膜を乾燥する装置であって、ウェブ入口及びウェブ出口を有し、連続的に走行中のウェブを取り囲む乾燥空間を形成する乾燥装置本体と、前記ウェブ入口に、水平に進入してくるウェブの上下に位置するように配置された上ローラ及び下ローラと、該上ローラ及び下ローラを、前記ウェブに面する周面がウェブの走行方向と同方向に回転するように回転駆動する駆動装置を備え、前記下ローラは、前記ウェブを支持して搬送するように配置されており、前記上ローラは前記下ローラで支持されたウェブとの間に微小な隙間を形成するように配置されており、更に、前記ウェブ入口には前記上ローラの上側に、前記微小な隙間よりも大きい空気通路が形成されていることを特徴とする乾燥装置。
【請求項２】
前記微小な隙間が、前記ウェブ上面に生じている境界層の通過を許容する大きさであることを特徴とする請求項１記載の乾燥装置。
【請求項３】
前記上ローラに近接して且つ前記微小な隙間よりもウェブ走行方向に関して上流側に、前記上ローラに同伴する空気流の前記微小な隙間への侵入を防止するブレードが設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の乾燥装置。
【請求項４】
前記ウェブ入口に、前記上ローラの上方に位置するように上下に移動可能な上下可動板が設けられ、前記上ローラの上側に形成される空気通路の大きさを調整可能としていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の乾燥装置。
【請求項５】
前記ウェブと前記上ローラとの間に形成される微小な隙間が０．１〜２ｍｍであり、上ローラの上側に形成される空気通路の高さ方向の寸法が、前記微小な隙間の２倍以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックフィルム、紙、金属箔などの連続状のウェブに印刷又はコーティングによりインキや塗工液等を塗布して形成した液状の塗膜を乾燥する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図４に示すように、プラスチックフィルムや紙等の連続状のウェブ１を連続的に走行させながら塗布部２でインキ、塗工液等を塗布して液状の塗膜を形成し、そのウェブ１をガイドローラ３で案内して乾燥装置４Ａに送って塗膜を乾燥させる装置が広く用いられている。一般的に、乾燥装置４Ａは、ウェブ入口７Ａ及びウェブ出口（図示せず）を有し、連続的に走行中のウェブ１を取り囲む乾燥空間（乾燥ゾーン）５Ａを形成する乾燥装置本体６Ａを備えており、その乾燥空間５Ａ内における乾燥方式としては、（１）走行中のウェブに乾燥用の熱風等の気流をほぼ直角方向に吹き付ける衝突流乾燥方式（例えば、特開２００４−１４１７５９号公報参照）、（２）走行中のウェブを赤外線ヒータで加熱する赤外線乾燥方式、（３）走行中のウェブに乾燥用の熱風等の気流をほぼ平行に流す並行流乾燥方式等が用いられている。これらの乾燥方式のうち、高いエネルギー効率により高速乾燥を行いたい場合には（１）の衝突流乾燥方式が用いられ、また、高精度（均一）に乾燥を行いたい場合には、塗膜に気流を直接衝突させない（２）赤外線乾燥方式又は（３）並行流乾燥方式が用いられている。
【０００３】
ところが、赤外線乾燥方式や並行流乾燥方式を用いた場合においても、乾燥後の塗膜面に乱れ、例えば、風紋等の面質不良が生じることがあった。この原因を検討した結果、この面質不良がウェブ入口７Ａに生じている気流によって引き起こされていることが判明した。すなわち、乾燥空間５Ａの内部では絶えず空気の給気と排気が行われるため圧力が変動しており、また、乾燥空間外では空調により気圧の変化が絶えず生じているため、乾燥空間５Ａの内部と外部には、多かれ少なかれ気圧差が発生しており、このためウェブ入口７Ａには、内外の気圧差によって気流が発生しており、これが乾燥していない塗膜表面を乱し、風紋等の面質不良を生じていた。従来より乾燥空間５Ａの内外への気流を抑制するため、ウェブ入口７Ａには、走行中のウェブの上下にそれぞれ位置するように、上下に移動可能な上下可動板１６Ａ、１６Ｂが設けられ、ウェブ入口の大きさを調整可能としているが、この上下可動板の調整のみでは、面質不良の解消には不十分であった。すなわち、上下可動板１６Ａ、１６Ｂをウェブ１に接近させることでウェブ入口７Ａを小さくして気流を抑制しようとすると、気流の流量自体は小さくなるが塗膜上での気流の速度がかえって増加し、面質不良が増大する。一方、ウェブ入口を大きくすると、流速は或る程度は低下するが、面質不良を解消するまでには至らず、気流の流量が大きくなってエネルギーロスが大きくなるといった問題を生じる。
【特許文献１】特開２００４−１４１７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、ウェブ入口に、内外の気圧差に基づいて生じる気流による面質不良を防止すると共に、ウェブ入口に生じる気流の流量を小さく抑制してエネルギーロスを低減することの可能な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】
【０００５】
本願請求項１に係る発明は、ウェブの表面に形成された液状の塗膜を乾燥する装置において、上記課題を解決するため、乾燥空間のウェブ入口に、水平に進入してくるウェブの上下に位置するように上ローラ及び下ローラを配置すると共に、該上ローラ及び下ローラを、前記ウェブに面する周面がウェブの走行方向と同方向に回転するように回転駆動する構成とし、更に、前記下ローラを、前記ウェブを支持して搬送するように配置し、前記上ローラを前記下ローラで支持されたウェブとの間に微小な隙間を形成するように配置し、しかも、前記ウェブ入口には前記上ローラの上側に、前記微小な隙間よりも大きい空気通路を設けるという構成としたものである。
【０００６】
請求項２に係る発明は、上記した請求項１に係る発明の乾燥装置において、前記上ローラとウェブとの間に形成される微小な隙間を、ウェブ上面に生じている境界層の通過を許容する大きさとしたものである。
【０００７】
請求項３に係る発明は、上記した請求項１又は２に係る発明の乾燥装置において、前記上ローラに近接させて且つ前記微小な隙間よりもウェブ走行方向に関して上流側に、前記上ローラに同伴する空気流の前記微小な隙間への侵入を防止するブレードを設けるという構成としたものである。
【０００８】
請求項４に係る発明は、上記した請求項１から３のいずれか１項に係る発明の乾燥装置において、前記ウェブ入口に、前記上ローラの上方に位置するように上下に移動可能な上下可動板を設け、前記上ローラの上側に形成される空気通路の大きさを調整可能としたものである。
【０００９】
請求項５に係る発明は、上記した請求項１から４のいずれか１項に係る発明の乾燥装置において、前記ウェブと前記上ローラとの間に形成される微小な隙間を０．１〜２ｍｍとし、上ローラの上側に形成される空気通路の高さ方向の寸法を前記微小な隙間の２倍以上としたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の乾燥装置では、ウェブ入口を通過するウェブを下ローラで支持して搬送することでウェブの走行が安定し、しかも、そのウェブの上側に微小な隙間を介して上ローラを配置し、更にその上ローラの上側に、前記微小な隙間よりも大きい空気通路を形成したことで、乾燥空間内外の気圧差に基づいて生じる気流は主に上ローラの上側の空気通路を通過することとなり、ウェブと上ローラの間の隙間には気圧差に基づく気流はほとんど流れない。このため、ウェブ上面の塗膜上には同伴空気の境界層が安定した状態で存在し、その状態でウェブ入口を通り抜けることとなり、液状の塗膜が乱されることはない。かくして、風紋等の面質不良を生じることなく乾燥を行うことができる。また、上ローラの上側の空気通路を流れる気流は塗膜にはほとんど影響しないため、この空気通路を小さくして流速を早くしても面質不良を生じることはなく、このため、面質不良を生じることなくウェブ入口を通り抜ける気流の流量を小さく抑制でき、エネルギーロスを小さくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の好適な実施の形態に係る乾燥装置の概略構成図、図２はその乾燥装置におけるウェブ入口領域を示す概略断面図、図３はそのウェブ入口領域の概略正面図であり、図４に示す従来例と同一部品には同一符号を付している。図１〜図３において、１はウェブ、２はウェブ表面に塗布を行う塗布部、３は走行中のウェブ１を案内するガイドローラ、４は本発明の実施の形態に係る乾燥装置である。この乾燥装置４は、連続的に走行中のウェブ１を取り囲む乾燥空間５を形成する乾燥装置本体６を備えており、その乾燥装置本体６にはウェブ１を水平に進入させるためのウェブ入口７と、乾燥後のウェブを送り出すウェブ出口（図示せず）が設けられている。なお、乾燥装置本体６内には、ウェブ上面に形成されている塗膜を乾燥させるための手段が設けられている。この手段としては、衝突流乾燥方式、赤外線乾燥方式、並行流乾燥方式などの、公知のものが使用され、高精度乾燥が望まれる場合には、赤外線乾燥方式又は並行流乾燥方式のものが使用される。
【００１２】
ウェブ入口７には、水平に走行して進入するウェブ１の上下に位置するように上ローラ１１と下ローラ１２が設けられている。下ローラ１２は、ウェブ１の下面を支持して搬送することができる位置に設けられている。一方、上ローラ１１は、上下方向の取り付け位置を調整可能な形態で設けられており、下ローラ１２で支持されたウェブ１との間に、ウェブ上面に生じている境界層の通過を許容する微小な隙間１３を形成する高さとなる位置に位置調整されている。ここで、隙間１３は、ウェブ１の上面に同伴空気によって生じている境界層を乱すことなく通過させうる範囲内において極力小さく選定することが好ましく、具体的な大きさは、ウェブ１の走行速度によっても異なるが、おおよその目安としては、ウェブ１の走行速度３０〜５０ｍ／ｍｉｎに対して０．１〜２ｍｍ程度に選定することが好ましく、０．５〜１．５ｍｍ程度に、更には１ｍｍ程度に選定することが一層好ましい。
【００１３】
乾燥装置本体６のウェブ入口７よりも上側の前壁６ａの下端位置は、上ローラ１１との間に、微小な隙間１３よりも大きい空気通路１４を形成することができるように、上ローラ１１よりも上方に大きく離れた位置に定められており、その前壁６ａには上下に移動させて高さ方向の位置を調整可能な上下可動板１６が設けられ、上下可動板１６の位置調整により、空気通路１４の高さ方向の寸法を調整可能としている。空気通路１４は、乾燥空間５の内外の気圧差に基づいてウェブ入口７に気流が発生した時、その大部分が空気通路１４を流れ、微小な隙間１３にはあまり流れないようにするために設けたものであり、その高さ方向の寸法は、隙間１３での気流抑制効果を発揮させる上からは、隙間１３の高さ方向の寸法の２倍以上とすることが好ましい。一方、空気通路１４は或る程度以上大きくなると、それ以上に大きくしても隙間１３での気流抑制効果にはほとんど変化がないが、空気通路１４を通る気流の流量が増大してエネルギーロスが大きくなってしまう。これを避けるため、空気通路１４の高さ方向の寸法は、隙間１３の高さ方向の寸法の２０倍以下とすることが好ましい。上ローラ１１の外径は、その上ローラ１１の上側に設けている空気通路１４を通過する気流がウェブ１上面の液状の塗膜に悪影響を与えないように或る程度大きく選定されるものであり、具体的には、７５ｍｍ程度以上とすることが好ましく、更には１００ｍｍ以上とすることが一層好ましい。なお、上ローラ１１の外径は大きくするとコスト高となるので、コスト面も考慮して適当な外径に定めればよい。
【００１４】
乾燥装置本体６のウェブ入口７よりも下側の前壁６ｂの上端は、下ローラ１２との間の通路が極力小さくなるように下ローラ１２にほぼ接する位置となっている。これにより、下ローラ１２と前壁６ｂとの間を流れる気流を抑制できる。なお、前壁６ｂの上端を、下ローラ１２から適当に離しておき、前壁６ｂに、上下に移動させて高さ方向の位置を調整可能な上下可動板を設け、その上下可動板によって下ローラ１２との間隔を小さく設定する構成としてもよい。下ローラ１２の外径は、必要な強度を備えておれば任意であるが、上ローラ１１と同一としておくことが、後述する駆動装置の設計が容易となるので好ましい。
【００１５】
上ローラ１１及び下ローラ１２には、該上ローラ及び下ローラを、ウェブ１に面する周面がウェブ１の走行方向と同方向に回転するように回転駆動する駆動装置（図示せず）が連結されている。下ローラ１２の周速度は、ウェブ１を所定の速度で搬送するように選定する。上ローラ１１はウェブ１に対して非接触で回転するため、上ローラ１１の周速度はウェブ１の走行速度に合わせておかなくても、ウェブ１の搬送には支障はないが、上ローラ１１の周速度をウェブ１の走行速度と同一となるように或いはそれに近い速度となるように選定しておくことが、上ローラ１１の下を走行中のウェブ１の上面の境界層を乱すことがないので、好ましい。
【００１６】
ウェブ入口７の上流側には、上ローラ１１に近接してブレード１７が設けられている。このブレード１７は上ローラ１１に同伴する空気流が、上ローラ１１とウェブ１との間の微小な隙間１３へ侵入することを防止するために設けられている。
【００１７】
次に、上記構成の乾燥装置４による乾燥動作を説明する。ウェブ１は連続的に走行しながら塗布部２で液状の塗膜を形成され、その塗膜を上面側として水平に走行しながらウェブ入口７から乾燥装置４内に進入し、乾燥空間５内を通過する間に塗膜の乾燥が行われる。ここで、ウェブ１がウェブ入口７を通過する際、ウェブ１はウェブ入口７に設けられている下ローラ１２で支持されるためばたつくことなく走行し、上ローラ１１をウェブ１に対して微小な隙間１３を形成する位置に配置していても、ウェブ１が上ローラ１１に接触するということがなく、従って、ウェブ上面の液状の塗膜が上ローラ１１に接触してトラブルを起こすことはない。更に、乾燥空間５の内外に気圧差が生じ、その気圧差に基づいてウェブ入口７を通る気流が生じることがあるが、上ローラ１１の上側に大きい空気通路１４を形成しているため、気流のほとんどが空気通路１４を流れ、ウェブ１と上ローラ１１の間の微小な隙間１３には、気圧差に基づく気流はほとんど生じない。また、回転中の上ローラ１１の周面に沿って同伴空気の流れが生じているが、その同伴空気流はブレード１７で止められるため、隙間１３にはあまり入らない。このため、上ローラ１１の下を通過するウェブ１の上方には、ウェブ１の上面に存在する境界層を乱すような流速の大きい気流は生じておらず、ウェブ１はその上面に存在する境界層を乱すことなく、ウェブ入口７を通り抜けてゆく。従って、ウェブ１がウェブ入口７を通り抜ける際に液状の塗膜が乱されることがなく、風紋等の面質不良を生じることがない。また、上ローラ１１の上側の空気通路１４を流れる気流は、ウェブ１から離れた位置にあるため塗膜にはほとんど影響せず、この空気通路１４を小さくして流速が早くなっても面質不良を生じることはない。このため、空気通路１４を適当に小さく設定してウェブ入口７を通り抜ける気流の流量を小さく抑制でき、エネルギーロスを小さくできる。
【実施例】
【００１８】
［実施例１，２，３］
図１〜図３に示す乾燥装置で、次の乾燥条件で乾燥テストを行い、空気通路１４における気流の流速を測定し且つ乾燥後の面質を検査した。その結果を表１に示す。
［乾燥条件］
・ウェブ：  ＰＥＴフィルム（厚さ７５μｍ）
・塗布液：  光学用インキ
・塗布厚：  乾燥後  ６．５μｍ
・ウェブ走行速度：  ３０ｍ／ｍｉｎ
・上ローラ１１、下ローラ１２の外径：１００ｍｍ
・上ローラ１１とウェブとの隙間１３の高さ方向の寸法：  １ｍｍ
・上ローラ１１上側の空気通路１４の高さ方向の寸法：  ５ｍｍ（実施例１）、１０ｍｍ（実施例２）、２０ｍｍ（実施例３）
・乾燥装置４内における乾燥方式：赤外線加熱方式（但し、乾燥空間５は蒸発溶剤除去のため、給排気を行っている。）
【００１９】
［比較例１、２、３］
比較のため、図４に示す従来の乾燥装置を用いて同様に乾燥テストを行い、ウェブ入口におけるウェブ上方の気流の流速を測定し且つ乾燥後の面質を検査した。なお、乾燥条件は、ウェブ入口に上ローラ、下ローラを設けていない点を除いては上記した実施例１、２、３と同様である。また、ウェブ入口におけるウェブ上側の空気通路の高さ方向の寸法は、５ｍｍ（比較例１）、１０ｍｍ（比較例２）、２０ｍｍ（比較例３）とした。この結果も表１に示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
表１の結果から明らかなように、乾燥装置４のウェブ入口７に上ローラ１１、下ローラ１２を設けたことにより、風紋の発生を防止し、面質不良を解消することができることを確認できた。
【００２２】
以上に本発明の好適な実施の形態及び実施例を説明したが、本発明はこの実施の形態や実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更可能である。例えば、上記した実施の形態では、上ローラ１１を上下に移動可能とし、高さ位置を調整して上ローラ１１とウェブ１との隙間１３のサイズを変更可能としているが、操業条件をあまり変更することが無く、従って、隙間１３のサイズ変更が必要ない場合には、上ローラ１１を所望の高さ位置に固定する構成としてもよい。また、上下可動板１６を省略してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の乾燥装置は、任意の用途における連続状のウェブに形成した液状の塗膜の乾燥に使用可能であるが、面質不良をほとんど生じさせない乾燥が可能であることから、高精度乾燥が必要とされる分野、例えば、エレクトロニクス製品分野、光学製品分野、ディスプレイ製品分野などの製造工程において、基材に塗膜を形成して乾燥する際の乾燥装置に用いることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の好適な実施の形態に係る乾燥装置の概略構成図
【図２】図１に示す乾燥装置におけるウェブ入口領域を示す概略断面図
【図３】図１に示す乾燥装置のウェブ入口領域の概略正面図
【図４】従来の乾燥装置の概略構成図
【符号の説明】
【００２５】
１  ウェブ
２  塗布部
３  ガイドローラ
４、４Ａ  乾燥装置
５、５Ａ  乾燥空間
６、６Ａ  乾燥装置本体
７、７Ａ  ウェブ入口
１１  上ローラ
１２  下ローラ
１３  微小な隙間
１４  空気通路
１６  上下可動板
１７  ブレード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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