(57)【要約】【課題】異常停止時にもラインパス、即ち支持体を破断させることなく、すばやく復旧できる熱媒循環式赤外線乾燥装置を提供することを目的とする。【解決手段】連続的に走行する支持体上に塗布された溶剤系塗膜を乾燥させるための熱媒循環式赤外線乾燥装置であって、メイン循環回路と、このメイン循環回路に接続されたサブ循環回路と、を備えて構成された熱媒循環式赤外線乾燥装置であり、メイン循環回路は、支持体の融点以上の熱媒が保持された第一の熱媒タンクを介した熱媒循環回路で形成され、またサブ循環回路は、支持体の融点未満の熱媒が保持された第二の熱媒タンクを介した熱媒循環回路である。メイン循環回路の配された、第一の三方弁、第二の三方弁により、自動的にメイン循環回路とサブ循環回路を切り替えができることを特徴とする熱媒循環式赤外線乾燥装置である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に走行するプラスチックフィルムからなる支持体上に塗布された溶剤系塗膜を乾燥させるための熱媒循環式赤外線乾燥装置であって、
メイン循環回路と、このメイン循環回路に接続されたサブ循環回路と、を備えて構成された熱媒循環式赤外線乾燥装置であり前記メイン循環回路は往路と復路とで構成されており、この往路は第一の熱媒温調機を備えた第一の熱媒タンクから熱媒循環式赤外線ヒーターに熱媒を供給する経路であり、復路は熱媒循環式赤外線ヒーターから第一の熱媒タンクに熱媒を戻す経路であり、かつ、前記往路には第一の三方弁が設置されており、他方、復路には第二の三方弁が設置されており、
前記サブ循環回路はサブ往路とサブ復路とで構成されており、サブ往路は、第二の熱媒温調機を備えた第二の熱媒タンクから第一の三方弁まで熱媒を供給する経路であり、他方、サブ復路は第二の三方弁から第二の熱媒タンクに熱媒を戻す経路であり、
前記第一の熱媒タンクには前記支持体の融点以上の熱媒が保持されており、前記第二の熱媒タンクには前記支持体の融点未満の熱媒が保持されていることを特徴とする熱媒循環式赤外線乾燥装置。
【請求項２】
前記メイン循環回路と前記サブ循環回路が、前記支持体の走行が停止した状態に連動して自動で切り替わる機構を具備したことを特徴とする請求項１記載の熱媒循環式赤外線乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続的に走行するプラスチックフィルムからなる支持体上に塗布された溶剤系塗膜の乾燥装置に関するものである。特に熱媒循環式赤外線乾燥装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
支持体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。中でも乾燥装置のノズルから高速の熱風を、直接塗膜表面に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】
さらに乾燥時間を短縮させる手法として、赤外線を活用した乾燥装置が提案されている。赤外線乾燥は、一般的に赤外線ヒーターの表面を乾燥温度よりも高い温度に設定し、加熱対象物との温度差が熱風乾燥よりも大きく取れることなどにより、熱風乾燥よりも早く加熱することができる。また、特に塗膜が厚い場合は、熱風乾燥では、塗膜表面だけが先に昇温されて皮張りの状態になってしまうのに対し、赤外線乾燥は、塗膜内部からも均一に加熱されるために熱風乾燥よりも早く、均一に乾燥させることができる。ただし、赤外線乾燥だけでは、塗膜近傍に高濃度の蒸発溶剤による境界層を形成し、蒸発溶剤の蒸発が妨げられることから、熱風乾燥と併用されることが多い。
【０００４】
赤外線ヒーターの方式としては、電気式と熱媒循環式があり、防爆上の規定から一般的に溶剤系の乾燥には熱媒循環式が用いられる。熱媒循環式とは赤外線放射体中に油、蒸気等の熱媒を循環させて熱を供給する方式である。
【０００５】
しかしながら、熱媒循環式赤外線ヒーターを用いた乾燥装置において、不具合により塗工ラインが異常停止してしまった場合などには、加熱対象物が該赤外線ヒーターの温度近くまで上昇してしまうという問題があった。
【０００６】
図５は、従来の熱媒循環式赤外線乾燥装置の循環回路の一例を示す説明図である。熱媒温調機２１は、熱媒温調機２１と温度調節装置（図示せず）からなり、温度調節装置によって熱媒温調機２１内の熱媒タンク２２に収納された熱媒は、例えば、加熱対象物がプラスチックフィルムを使用する場合は、該フィルム材料の融点以上の温度で設定され加熱される。加熱された熱媒は、循環ポンプ２６によって乾燥装置内の熱媒循環式赤外線ヒーター２０内に熱媒配管２５を通して送られ、該熱媒循環式赤外線ヒーターと熱交換を行った後、熱媒タンク２２に戻る循環回路を形成している。
【０００７】
しかし、ラインが異常停止した場合は、循環ポンプ２６を停止し、熱媒循環式赤外線ヒーターへの新たな熱の供給を停止する。しかしながら、該赤外線ヒーターの冷却は自然放熱（乾燥装置内の熱風との対流伝熱）によるため、赤外線ヒーターの表面温度は非常に緩やかに低下することとなる。そのため、赤外線ヒーターに対向する支持体は、赤外線ヒーターの表面温度近くまで加熱されてしまう。例えば、赤外線ヒーターの温度を３００℃、支持体としてポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた場合には、異常停止から数秒でポリエチレンテレフタレートフィルムの融点の２６０℃以上にフィルムの温度が上昇し、フィルムが溶け、破断する。仮に赤外線ヒーターの表面温度がポリエチレンテレフタレートフィルムの融点以下であったとしても、１８０℃以上で長時間フィルムを曝した場合にはフィルムの脆化が進み、機械通しパス（以下、ラインパスという）のフィルムが破断する恐れがある。
【０００８】
現状では、不具合により塗工ラインが異常停止してしまった場合には、一度熱媒循環式赤外線ヒーターの温度を下げてから再度ラインパスを行い、その後、再度昇温させる必要があり、ロス時間が非常に長くなり、生産効率を低下させる要因となっている。
【０００９】
異常停止時でのフィルムが破断することを防ぐためには、熱媒循環式赤外線ヒーターにシャッター機構などを設けるか、熱媒循環式赤外線ヒーターの温度を支持体の融点以下に設定する必要がある。シャッター機構などを設ける場合は、設備的にも費用的にも非常に大掛かりなものになり、熱媒循環式赤外線ヒーターの温度を低く抑える場合は、該赤外線ヒーターの効果が小さくなる問題がある。
【００１０】
このような問題を改善するために、熱媒循環式赤外線ヒーターの温度ムラを無くした提案がある（特許文献１）。
【００１１】
これは、加熱した油を熱媒層内に循環させ、油の熱を赤外線放射体の発熱体に伝え、温度ムラを無くしたものである。しかし、異常停止時での赤外線ヒーターの温度制御とは異なる。
【００１２】
また射出成形機の金型において、金型内に、加熱および冷却する金型温調用流路と、該金型温調用流路に加熱媒体を送るための加熱用温調機と、金型温調用流路に冷却媒体を送るための冷却用温調機と、それらと連結した三方弁を有し、該三方弁の作動を制御して流路を、加熱と冷却に切り替えるための流路制御装置の提案がある（特許文献２）。
【００１３】
これは、射出成形のヒートサイクル成形であって、キャビティ内に赤外線温度センサーを配置し、キャビティ内の樹脂温度の変化を感知して、三方弁の作動を制御して流路を切り替えるものである。この提案は、射出成形において、射出成形するための加熱と成形された成形物を冷やし、成形体を安定させ、取り出すための冷却であり、本発明の主旨とは異なる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】実開昭６２−２０１３１３
【特許文献２】特開２００９−１３７０７５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明では、熱媒循環式赤外線ヒーターの効果を最大限活用しつつ、異常停止時にもラインパス、即ち支持体を破断させることなく、すばやく復旧できる熱媒循環式赤外線乾燥装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者は、熱媒の循環回路により赤外線ヒーターの温度の制御方法を特定することで、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１７】
本発明の請求項１に係る発明は、連続的に走行するプラスチックフィルムからなる支持体上に塗布された溶剤系塗膜を乾燥させるための熱媒循環式赤外線乾燥装置であって、
メイン循環回路と、このメイン循環回路に接続されたサブ循環回路と、を備えて構成された熱媒循環式赤外線乾燥装置であり
前記メイン循環回路は往路と復路とで構成されており、この往路は第一の熱媒温調機を備えた第一の熱媒タンクから熱媒循環式赤外線ヒーターに熱媒を供給する経路であり、復路
は熱媒循環式赤外線ヒーターから第一の熱媒タンクに熱媒を戻す経路であり、かつ、前記往路には第一の三方弁が設置されており、他方、復路には第二の三方弁が設置されており、
前記サブ循環回路はサブ往路とサブ復路とで構成されており、サブ往路は、第二の熱媒温調機を備えた第二の熱媒タンクから第一の三方弁まで熱媒を供給する経路であり、他方、サブ復路は第二の三方弁から第二の熱媒タンクに熱媒を戻す経路であり、
前記第一の熱媒タンクには前記支持体の融点以上の熱媒が保持されており、前記第二の熱媒タンクには前記支持体の融点未満の熱媒が保持されていることを特徴とする熱媒循環式赤外線乾燥装置である。
【００１８】
本発明の請求項２に記載の発明は、前記メイン循環回路と前記サブ循環回路が、前記支持体の走行が停止した状態に連動して自動で切り替わる機構を具備したことを特徴とする請求項１記載の熱媒循環式赤外線乾燥装置。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の熱媒循環式赤外線乾燥装置は、連続的に走行する支持体上に塗布された溶剤系塗膜を均一に短時間で乾燥させることができ、かつ、異常停止時にも、熱媒循環式赤外線乾燥装置からの熱による支持体の破断をさせることがなく、すばやく復旧することができる。
【００２０】
本発明の請求項１によれば、熱媒循環式赤外線乾燥装置は、メイン循環回路と、このメイン循環回路に接続されたサブ循環回路を備えている。メイン循環回路は、往路と復路とで構成されており、この往路は第一の熱媒温調機を備えた第一の熱媒タンクから熱媒循環式赤外線ヒーターに熱媒を供給する経路であり、復路は熱媒循環式赤外線ヒーターから第一の熱媒タンクに熱媒を戻す経路であり、かつ、往路には第一の三方弁が設置されており、他方、復路には第二の三方弁が設置されている。サブ循環回路は、サブ往路とサブ復路とで構成されており、サブ往路は、第二の熱媒温調機を備えた第二の熱媒タンクから第一の三方弁まで熱媒を供給する経路であり、他方、サブ復路は第二の三方弁から第二の熱媒タンクに熱媒を戻す経路である。また第一の熱媒タンクには、前記支持体の融点以上の熱媒が保持されており、前記第二の熱媒タンクには前記支持体の融点未満の熱媒が保持されている。前記支持体の融点以上の熱媒を循環させる循環回路と、支持体の融点未満の熱媒を循環させる循環回路を備えることができる。熱媒循環式赤外線乾燥装置は、塗工時においては、支持体の融点以上の熱媒を用いた温度に、異常停止時には、支持体の融点以下の熱媒を用いた温度になるようになっている。
【００２１】
本発明の請求項２によれば、前記メイン循環回路と前記サブ循環回路が、前記支持体の走行が停止した状態に連動して自動で切り替わる機構、即ち循環回路制御装置を具備することにより、異常停止時にメイン循環回路とサブ循環回路との切り替えを可能にすることができる。
【００２２】
異常停止時では、塗工機からの信号により、循環回路制御装置が働き、電気的信号を発信し、第一の三方弁、第二の三方弁を作動させ、支持体の融点未満の第二の熱媒タンクへのサブ循環回路へ変更することができる。また運転を再開する際には、塗工機からの信号により、循環回路制御装置が働き、電気的信号を発信し、第一の三方弁、第二の三方弁を作動させ、支持体の融点以上の第一の熱媒タンクへのメイン循環回路へ切り替えることにより、すばやく復旧できる。メイン循環回路に配された第一の三方弁、第二の三方弁が、熱媒循環式赤外線ヒーターの温度を、降温または昇温させて、フィルムパスのフィルム、即ち支持体を切断させることなく、安定した生産性を保持できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の熱媒循環式赤外線乾燥装置を備えた塗工ラインの一例を示す説明図である。
【図２】本発明の熱媒循環式赤外線乾燥装置の循環回路の一例を示す説明図である。
【図３】異常停止時における赤外線乾燥装置の循環回路の制御方法の一例を示すフローチャート説明図である。
【図４】復旧時における赤外線乾燥装置の循環回路の制御方法の一例を示すフローチャート説明図である。
【図５】従来の熱媒循環式赤外線装置の循環回路の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の熱媒循環式赤外線乾燥装置を備えた塗工ラインの一例を示す説明図である。塗工ラインは、主として、プラスチックフィルムからなる支持体１０を送り出す送り出し装置１１と、支持体上に塗液を塗布する塗工装置１２と、支持体上に塗布形成された塗膜を乾燥させる乾燥装置１３と、乾燥後の生産品を巻き取る巻き取り装置１４、及び支持体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。
【００２６】
支持体１０としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系フィルム、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系フィルム、ナイロン−６、ナイロン−６６などのポリアミドフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ポリイミドフィルムなどが使用できる。その他熱可塑性樹脂からなるフィルムが使用できる。またこれらの単体もしくはこれらの積層体でも可能である。また支持体の塗布面にコロナ処理等の前処理を実施しても良い。
【００２７】
塗工装置１２は、グラビアコーター、ダイコーター、ロールコーター、ファンテンダイコーターなどの各種塗布方式のものが使用できる。またオフセット、シルクスクリーンなどの印刷方式を用いて塗布しても可能である。
【００２８】
塗布液１６は、溶剤系、水系の塗布液を用いることができる。本発明の熱媒循環式赤外線乾燥装置は、防爆性を有していることから溶剤系の塗布液、塗膜の乾燥に最適である。
【００２９】
乾燥装置１３は、第１〜３の三つのゾーンに分割している。これは、一例として示している。第一乾燥ゾーン１３Ａが熱媒循環式赤外線乾燥装置、第二乾燥ゾーン１３Ｂおよび第三乾燥ゾーン１３Ｃが、噴出流タイプの熱風乾燥装置を示している。乾燥装置の長さ、分割数及び乾燥装置は、適用する塗布液、塗膜の厚さ、塗膜のレべリング性などによって選択することができ、全てのゾーンを熱媒循環式赤外線乾燥装置としても構わない。また、噴出流タイプの熱風乾燥装置の替わりに、層流循環タイプの熱風乾燥装置としても構わない。
【００３０】
図２は、本発明の熱媒循環式赤外線乾燥装置の循環回路の一例を示す説明図である。本発明の熱媒循環式赤外線乾燥装置１３Ａは、第一の熱媒タンク２４を介するメイン循環回路と、このメイン循環回路に接続されたサブ循環回路を備えている。サブ循環回路は、第二の熱媒タンク３２を介した循環回路を形成する。メイン循環回路に配された、第一の三方弁２７、第二の三方弁２８の切替えにより、メイン循環回路とサブ循環回路が形成するように、循環回路が組まれている。
【００３１】
また、第一の三方弁２７，第二の三方弁２８は、電磁弁であり、循環回路制御装置（図示せず）からの電気的信号により、循環回路の切替えを制御可能にしている。循環回路制
御装置は、塗工ラインからの走行停止を知らせる信号によって、第一の三方弁、第二の三方弁を作動させメイン循環回路、サブ循環回路を切替えることができる。
【００３２】
第一の熱媒タンク２４、第二の熱媒タンク３２に収納される熱媒としては、油等が用いられる。また第一の熱媒温調機２３には、３５０℃程度まで熱媒を加熱することのできる温度調節機構を備えることが好ましい。第二の熱媒温調機３１には、支持体の融点未満の温度近傍まで加熱することのできる温度調節機構を備えることが好ましい。また該第二の熱媒温調機３１は、結露防止ため１８０℃程度まで熱媒を加熱することができればよい。イニシャルコストやランニングコストを考慮して決めればよい。
【００３３】
熱媒循環式赤外線ヒーターとしては、熱媒配管２５に赤外線放射物質をコーティングしたものが用いられる。赤外線放射物質としては、セラミックなどが好適に用いられ、その放射率としては９０％以上、好ましくは９５％以上である。
【００３４】
図３は、異常停止時における赤外線乾燥装置の循環回路の制御方法の一例を示すフローチャート説明図である。図３に示すように、塗工ライン停止を伴う故障が発生した場合、塗工ラインの故障信号を受け、循環回路制御装置からの信号により、第一の三方弁２７を、サブ循環回路に切り替える。これによって、熱媒循環式赤外線ヒーター２０には、第二の熱媒タンク３２から支持体の融点未満の低温の熱媒が、それまで流れていた第一の熱媒タンク２４からの融点以上の高温の熱媒を押出しながら流れ込むようになる。そのため、熱媒循環式赤外線ヒーター２０の表面温度は直ちに低下し、支持体の急激な温度上昇を防ぎ、ラインパスのフィルム、即ち支持体の破断を防止する。
【００３５】
一方、第二の三方弁２８は、第一の熱媒タンク２４へ通じたままであり、熱媒は、第一の熱媒タンク２４に流れ込み続けるが、第一の熱媒タンク２４に設置したレベルセンサ（図示せず）の満液信号を受けて、循環回路制御装置からの信号により、第二の三方弁２８を第二の熱媒タンク３２へ通じるように切り替える。これによって、熱媒は、第二の熱媒タンク３２に流れ込むようになり、第二の熱媒タンク３２を介したサブ循環回路が形成され、塗工ラインの復旧までこの状態を維持し続ける。
【００３６】
図４は、復旧時における赤外線乾燥装置の循環回路の制御方法の一例を示すフローチャート説明図である。図４に示すように、塗工ラインからの復旧指示信号を受けて、循環回路制御装置からの信号により、第一の三方弁２７をメイン循環回路に切り替える。これによって、熱媒循環式赤外線ヒーター２０には、第一の熱媒タンク２４から高温の熱媒がそれまで流れていた第二の熱媒タンク３２からの低温の熱媒を押出しながら流れ込むようになる。
【００３７】
一方、第二の三方弁２８は、第二の熱媒タンク３２へ通じたままであり、熱媒は、第二の熱媒タンク３２に流れ込み続けるが、該第二の熱媒タンク３２に設置したレベルセンサ（図示せず）の満液信号を受けて、循環回路制御装置からの信号により、第二の三方弁２８をメイン循環回路に切り替える。これによって、熱媒は、第一の熱媒タンク２４に流れ込むようになり、第一の熱媒タンク２４を介したメイン循環回路が形成され復旧する。
【００３８】
このように、熱媒循環式赤外線乾燥装置のメイン循環回路にサブ循環回路を接続し、その切替えを制御することにより、異常停止時にもラインパスのフィルム、即ち支持体を破断させることなく、すばやく復旧することができる。また熱媒循環式赤外線乾燥装置の能力を最大限に発揮することができるため、特に支持体上に塗布された溶剤系の厚膜でも、乾燥を均一に短時間で行うことができる。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明の具体的実施例について説明する。
【００４０】
連続的に走行する支持体上に塗膜を形成する塗工機に、図２に示すような、メイン循環回路にサブ循環回路を接続した熱媒循環式赤外線乾燥装置を備えた。熱媒循環式赤外線ヒーターの温度を、メインとして第一の熱媒温調機２３の設定温度を３００℃、サブとして第二の熱媒温調機３１の設定温度を１００℃に設定した。
【００４１】
この塗工機にて、支持体としてのポリエチレンテレフタレートフィルム２５μｍ上にアクリル樹脂を主成分とする溶剤系塗布液を用い塗工した。塗工ラインが走行されている状態で、非常停止ボタンを押し、塗工ラインを停止させた。１０分後に非常停止を解除し、再度塗工ラインの走行を開始させた。
【００４２】
以下、本発明の具体的比較例を説明する。
【００４３】
＜比較例１＞
熱媒循環式赤外線乾燥装置として、図５に示すような、メイン循環回路のみを有する従来の熱媒循環式赤外線乾燥装置を用い、該熱媒循環式赤外線ヒーターの温度を、熱媒温調機２１の設定温度を３００℃にした以外は、実施例１と同様に行った。
【００４４】
＜評価結果＞
従来の熱媒循環式赤外線乾燥装置では、フィルムが破断してしまったが、本発明のメイン循環回路とサブの循環回路を接続した熱媒循環式赤外線乾燥装置では、フィルムが破断することなく、塗工の再開が可能であった。本発明の効果が確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の熱媒循環式赤外線乾燥装置は、支持体の耐熱温度（融点）が低い場合でも、熱媒循環式赤外線ヒーターの温度を高温にし、連続した安定生産が可能であり、生産効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１０・・・支持体
１１・・・送り出し装置
１２・・・塗工装置
１３・・・乾燥装置
１３Ａ・・熱媒循環式赤外線乾燥装置
１３Ｂ・・熱風乾燥装置
１３Ｃ・・熱風乾燥装置
１４・・・巻き取り装置
１５・・・ガイドローラー
１６・・・塗布液
２０・・・熱媒循環式赤外線ヒーター
２１・・・熱媒温調機
２２・・・熱媒タンク
２３・・・第一の熱媒温調機
２４・・・第一の熱媒タンク
２５・・・熱媒配管
２６・・・循環ポンプ
２７・・・第一の三方弁
２８・・・第二の三方弁
３１・・・第二の熱媒温調機
３２・・・第二の熱媒タンク
【図１】
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【図２】
2013169786.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013169786.tif 000006
【図５】
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