(57)【要約】【課題】コストを抑えつつ、赤外線の効果を活用することにより乾燥時間を短縮できる乾燥装置を提供する。【解決手段】ウェブ上に塗布された塗膜を乾燥させるための装置であって、ウェブの上下に対面するように配置し、ウェブを浮動的に支持する複数の熱風噴出ノズルと、ウェブの上下に対面するように配置し、複数の熱風噴出ノズルのピッチ間に設置され、熱風噴出ノズルより噴き出す熱風で赤外線を発する赤外線放射板とを具備することを特徴とする。また、熱風噴出ノズルのウェブと対面する熱風噴き出し面に、熱風噴出ノズルより噴き出す熱風によって赤外線を発する赤外線放射物質を被覆した赤外線放射被覆層が設けられていることを特徴とする。【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塗膜を乾燥させるための装置であって、ウェブの上下に対面するように配置し、前記ウェブを浮動的に支持する複数の熱風噴出ノズルと、前記ウェブの上下に対面するように配置し、前記複数の熱風噴出ノズルのピッチ間に設置され、前記熱風噴出ノズルより噴き出す熱風で赤外線を発する赤外線放射板とを具備することを特徴とする乾燥装置。
【請求項２】
前記熱風噴出ノズルの前記ウェブと対面する熱風噴き出し面に、前記熱風噴出ノズルより噴き出す熱風によって赤外線を発する赤外線放射物質を被覆した赤外線放射被覆層が設けられてい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】
前記赤外線放射板と前記ウェブとの距離が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、乾燥装置、特にウェブ上に塗布された塗膜を乾燥させるため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の乾燥方法としては熱風を用いた乾燥方法が一般的であり、中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】
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。赤外線乾燥は熱風乾燥の伝熱量が熱風温度と被加熱物温度の差に比例するのに対し、ヒーター温度の４乗と被加熱物温度の４乗の差に比例することから、一般的に熱風乾燥よりも早く加熱することができる。
【０００４】
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、塗膜表面に乾燥皮膜のできる皮張りの状態になって、乾燥が進みにくく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乾燥させることができる。
【０００５】
さらに、赤外線乾燥は分子振動を伴う加熱方式であり、高分子材料の化学反応を促進することから、塗膜の密着性の向上が期待できる。ただし、赤外線乾燥だけでは塗膜近傍に高濃度の蒸気による境界層を形成し、物質移動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。
【０００６】
例えば、噴出流タイプ（以降、フローティングタイプと呼ぶ）の熱風乾燥と赤外線乾燥とを組み合わせた乾燥装置が提案されている。ノズルピッチ間に赤外線加熱装置を設置し、赤外線での加熱と熱風による境界層の除去を交互に繰り返すことにより乾燥時間を大幅に短縮することができる（特許文献１、特許文献２）。
公知文献を以下に示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２６９４３２５号公報
【特許文献２】特開平５−２０３３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、赤外線乾燥装置と熱風乾燥装置を組み合わせた乾燥装置はイニシャルコストが大きくなるとともに、ランニングコストも増大する。また、ウェブがフィルム基材の場合は、異常停止時にフィルムが溶断することを防ぐために、赤外線加熱装置にシャッター機構などを設けるか、赤外線加熱装置の温度をフィルムの融点以下に設定する必要がある。さらに溶剤系の場合は、防爆規定から含まれる溶剤の発火点温度で使用できる赤外線加熱装置の表面温度が限定される。シャッター機構などを設ける場合は、更なるコスト要因となり、赤外線加熱装置の温度を低く抑える場合は、費用対効果が小さくなる。
【０００９】
本発明は上記した事情に鑑みてなされたもので、コストを抑えつつ、赤外線の効果を活用することにより乾燥時間を短縮できる乾燥装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、赤外線の放射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。
【００１１】
すなわち、請求項１に記載の発明は、ウェブ上に塗布された塗膜を乾燥させるための装置であって、ウェブの上下に対面するように配置し、前記ウェブを浮動的に支持する複数の熱風噴出ノズルと、前記ウェブの上下に対面するように配置し、前記複数の熱風噴出ノズルのピッチ間に設置され、前記熱風噴出ノズルより噴き出す熱風で赤外線を発する赤外線放射板とを具備することを特徴とする乾燥装置である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記熱風噴出ノズルの前記ウェブと対面する熱風噴き出し面に、前記熱風噴出ノズルより噴き出す熱風によって赤外線を発する赤外線放射物質を被覆した赤外線放射被覆層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置である。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記赤外線放射板と前記ウェブとの距離が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】
【００１４】
本発明の乾燥装置は、ウェブ上に塗布された塗膜、特に溶剤系で厚膜の塗膜の乾燥を短時間で行うことができ、且つ、密着性の良い膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】乾燥装置を含めた塗工ラインの概念図である。
【図２】一般的なフローティングタイプの乾燥装置を模式的に示した説明図である。
【図３】本発明の乾燥装置の一例を模式的に示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下本発明を実施するための形態につき説明する。
まず、本発明の乾燥装置を組み込む塗工ラインについて説明する。図１に乾燥装置を含めた塗工ラインの概念図を示す。
【００１７】
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・乾燥された製品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。
【００１８】
ウェブ１０としてはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリカーボネート等の樹脂のフィルムや金属箔、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。
【００１９】
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。
【００２０】
図２に一般的なフローティングタイプの乾燥装置を模式的に示した説明図を示す。
乾燥装置１３は熱風噴出ノズル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。
【００２１】
熱風噴出ノズル２０はウェブ１０を挟んで上下に千鳥に配置される。熱風噴出ノズル２
０のウェブ対向面（熱風噴き出し面）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は正弦波を描くようにして浮揚的に保持されるとともに、ウェブ１０上の塗膜の乾燥が進められる。
【００２２】
図３は、本発明の乾燥装置の一例を模式的に示した説明図である。
一般的なフローティングタイプの乾燥装置に対し、熱風噴出ノズル２０のウェブ対向面（熱風噴き出し面）に、加熱によって赤外線を高い放射量で発する赤外線放射物質を被覆した赤外線放射被覆層２１が設けられているとともに、複数設けられた熱風噴出ノズル２０のピッチ間に赤外線放射板２２が設置されている。
【００２３】
熱風噴出ノズル２０のピッチ間に設置した赤外線放射板２２は、ステンレスなどの金属表面に赤外線放射物質を被覆した赤外線放射被覆層２１が設けられたものが用いられる。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表面に赤外線放射物質を被覆させたものを使用する方が好ましい。
【００２４】
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が、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。
【００２５】
赤外線放射被覆層２１に用いる赤外線放射物質としては、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、好ましくは０．９５以上のものが良い。例えばセラミックなどが挙げられる。また、熱風噴出ノズル２０のウェブ対向面（熱風噴き出し面）への被覆も赤外線放射板２２を被覆した材料と同じ赤外線放射物質が好適に使用できる。
【００２６】
赤外線放射板２２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。
【００２７】
また、赤外線放射板２２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。赤外線放射板２２の流れ方向（ウェブの搬送方向）の大きさは、赤外線放射板２２による時間が長くなるように、熱風により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。
【００２８】
赤外線放射板２２の加熱は乾燥装置１３内の熱（熱風噴出ノズル２０から噴き出す熱風による熱）で間接的に行う。よって、赤外線放射板２２の温度は乾燥装置１３の設定温度と同じになる。また、熱風噴出ノズル２０の熱風噴き出し面に設けられた赤外線放射被覆層２１の加熱も同様に乾燥装置１３内の熱（熱風噴出ノズル２０から噴き出す熱風による熱）で間接的に行う。
【００２９】
このようにフローティングタイプの熱風乾燥と赤外線乾燥とを併用することで、塗膜の乾燥時間を短縮することができ、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物質２１は熱風を熱源としているため、フローティングタイプの乾燥装置と同じランニングコストで効率良く乾燥させることができる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００３１】
＜実施例１＞
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）とした塗液をダイコーターでＰＥＴ基材に塗布したウェブ１０を、赤外線放射板２２及び熱風噴出ノズル２０の赤外線放射被覆層２１が設けられたウェブ対向面と、ウェブ１０との距離を１０ｍｍに設定した本発明の乾燥装置１３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成した。尚、熱風噴出ノズル２０と赤外線放射板２２には赤外線放射物質として赤外線放射率０．９５のセラミックコートを実施した。
【００３２】
＜実施例２＞
赤外線放射板２２及び熱風噴出ノズル２０の赤外線放射被覆層２１が設けられたウェブ対向面と、ウェブ１０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成した。
【００３３】
以下に、本発明の比較例について説明する。
【００３４】
＜比較例１＞
赤外線放射板２２及び熱風噴出ノズル２０の赤外線放射被覆層２１が設けられたウェブ対向面と、ウェブ１０との距離を２００ｍｍ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成した。
【００３５】
＜比較例２＞
図２に示すような一般的なフローティングタイプの乾燥装置で、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成した。
【００３６】
＜試験方法＞
本発明の乾燥装置１３で作成した実施例の保護シートと比較例の保護シートの塗膜の乾燥・硬化状態を，ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−６の付着性（クロスカット法）に準じてウェブ１０のＰＥＴ基材と塗膜の密着性として評価し、以下の基準で判定した。その結果を表１にまとめた。
○・・・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）
【００３７】
【表１】
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以下に、実施例と比較例との比較結果について説明する。
【００３８】
＜比較結果＞
表１に示すように、本発明の乾燥装置１３を用いた実施例１及び２は乾燥時間を短縮することできる。また、赤外線放射板２２及び熱風噴出ノズル２０の赤外線放射物質２１が被覆されたウェブ対向面とウェブ１０との距離は近いほど効果が高いことがわかる。
【００３９】
以上のように、ウェブの上下に対面するように配置した熱風噴出ノズルでウェブを浮動的に支持するフローティングタイプの乾燥装置で、噴出する熱風により、赤外線放射物質を加熱して、赤外線を発生させることで、従来の乾燥装置に比べ、乾燥時間を短縮することができ、ランニングコストを増大させることなく生産効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４０】
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・・・熱風噴出ノズル
２１・・・赤外線放射被覆層
２２・・・赤外線放射板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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