(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動するウェブの乾燥機であって、
ウェブ搬入スロット及び該ウエブ搬入スロットから間隔をおいたウェブ搬出スロットを有する乾燥機筐体と、
上記ウェブに気体を噴射させるための上記筐体における噴射手段と、
上記気体を上記気体噴射手段に供給するための上記噴射手段に連通した気体供給手段と、
赤外光を放射し上記ウェブを加熱するための上記筐体における赤外線加熱手段と、
上記放射された赤外光が上記ウェブに当てられるようにする第１の開いた位置と、上記放射された赤外光が上記ウェブに当てられるのを防止する第２の閉じた位置との間で移動可能な上記筐体におけるシャッター手段と、
上記赤外線加熱手段の周りの気体の流れを制御するための上記筐体におけるダンパー手段と、
からなり、
上記ダンパー手段の開放が上記シャッター手段の閉鎖に合わせてなされるように構成したこと、
を特徴とする移動するウェブの乾燥機。
【請求項２】
上記噴射手段が複数の空気ノズルからなることを特徴とする請求項１に記載の乾燥機。
【請求項３】
上記噴射手段が上記ウェブを浮動状態で支持するための複数の浮動ノズルからなることを特徴とする請求項１に記載の乾燥機。
【請求項４】
上記シャッター手段の開閉が乾燥機の雰囲気における溶剤の濃度に応じてなされるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の乾燥機。
【請求項５】
走行するウェブを乾燥させるための乾燥機であって、
ウェブ搬入スロット及び該ウェブ搬入スロットから間隔をおいたウェブ搬出スロットを有し乾燥機雰囲気を有する乾燥機ハウジングと、
上記ウェブに気体を噴射させるための上記ハウジングにおける噴射手段と、
上記気体を上記噴射手段に供給するための上記噴射手段に連通したファンと、
赤外光を放射し上記ウェブを加熱するための上記ハウジングにおける赤外線加熱手段と、
上記乾燥機雰囲気における揮発性溶剤の濃度を測定するための手段と、
上記揮発性溶剤の流れが上記赤外線加熱手段に接触するのを阻止するための上記ハウジングにおける上記揮発性溶剤の測定された濃度に応じたシャッター手段と、
からなることを特徴とする走行するウェブを乾燥させるための乾燥機。
【請求項６】
上記赤外線加熱手段が供給気体に連通しており、さらに上記赤外線加熱手段の周りの気体の供給を制御するためのダンパーを含むことを特徴とする請求項５に記載の乾燥機。
【請求項７】
上記ダンパー及びシャッター手段の動作が整合されていることを特徴とする請求項６に記載の乾燥機。
【請求項８】
ウェブを乾燥させる方法であって、
走行するウェブをウェブ搬入スロット及び該ウエブ搬入スロットから間隔をおいたウェブ搬出スロットを有する乾燥機筐体を通って移動させることと、
上記筐体において上記走行するウェブに気体を噴射させることと、
赤外光源を有する上記筐体において上記走行するウェブに赤外光を照射することと、
上記乾燥機雰囲気における溶剤の濃度が所定のレベルに達した時に上記乾燥機雰囲気が上記赤外光源に接触するのを防止することと、
の各ステップからなることを特徴とするウェブを乾燥させる方法。
【請求項９】
上記乾燥機雰囲気が上記赤外光源と上記ウェブとの間に配置された複数のシャッターブレードで上記赤外光源に接触するのを防止されるようにしたことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
上記複数のシャッターブレードが上記複数のシャッターブレードと上記赤外光源との間に加圧されたチャンバを形成するように上記乾燥機筐体における容積制御ダンパーと協働するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
上記ウェブが上記乾燥機筐体において浮動状態で支持されるようにしたことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
ウェブを乾燥させる方法であって、
走行するウェブをウェブ搬入スロット及び該ウェブ搬入スロットから間隔をおいたウエブ搬出スロットを有し、乾燥機雰囲気を有する乾燥機筐体を通って移動させることと、
上記筐体において上記走行するウェブに気体を噴射させることと、
赤外光源を有する上記筐体において上記走行するウェブに赤外光を照射することと、
乾燥工程中の所定のサイクルに基づいて上記乾燥機雰囲気が上記赤外光源に接触するのを防止することと、
の各ステップからなることを特徴とするウェブを乾燥させる方法。
【請求項１３】
上記乾燥機雰囲気が上記赤外光源と上記ウェブとの間に配置された複数のシャッターブレードによって上記赤外光源に接触するのを防止されるようにしたことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
上記複数のシャッターブレードが上記シャッターブレードと上記赤外光源との間に所定のチャンバを形成するように上記乾燥機筐体における容積制御ダンパーと協働するようにしたことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ウェブから揮発性溶剤を乾燥させる方法であって、
ウェブ搬入スロット及び該ウェブ搬入スロットから間隔をおいたウエブ搬出スロットを有し、乾燥機雰囲気を有する乾燥機筐体を通ってウェブを移動させることと、
上記走行するウェブを上記乾燥機筐体を通って移動させることと、
上記筐体において上記走行するウェブに気体を噴射させることと、
赤外光源を有する上記筐体において上記走行するウェブに赤外光を照射することと、
上記赤外光源の周りに連続的に気体の流れを与えることにより上記乾燥機における揮発性溶剤の濃度を稀釈することと、
の各ステップからなることを特徴とするウェブから揮発性溶剤を乾燥させる方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
本発明は、ウェブ乾燥装置に関する。紙、フィルムあるいは他の平坦な材料のようなウェブ状の材料を乾燥させる際に、ウェブを迅速に乾燥させ、また空間及び経費の面からの制約で乾燥機の長さが制限されるのが望ましいことが多い。ウェブ乾燥機の長さを減少させ、またその効率及び線速度を高めるための種々の試みが従来行われている。そのために、赤外放射が単独で、あるいはウェブの乾燥のための空気とともに用いられている。例えば米国特許第４９３６０２５号は、ウェブを種々の乾燥用間隙に接触せずに通過させることによって移動するウェブを乾燥させるための方法を開示している。かくして、ウェブは赤外放射が赤外線ユニットからウェブに供給され、それから空気乾燥間隙内に通過させられ、この間隙内でウェブは同時にウェブを接触せずに支持する空気搬送式ウェブ乾燥ユニットからの気体の吹付けによって乾燥する。さらに米国特許第４７５６０９１号は、帯状の赤外線ヒーターがそれに沿った加熱空気流入ノズルとともに配置されているハイブリッド型ガス加熱空気−赤外放射乾燥オーブンを開示している。米国特許第５２６１１６６号は、ウェブを非接触対流により乾燥させるため複数の空気バーがウェブの上方及び下方に装着され、複数の赤外線ガス燃焼バーナーが空気バーの間に装着されている結合型赤外線／空気浮動乾燥機を開示している。
【０００２】
しかしながら多くの従来の赤外線乾燥機において、赤外線エネルギー源により供給される熱の多くが熱伝達、反射及び放射によって周囲に失われる。さらにウェブの燃焼を避けるために赤外線要素が連続的にオンオフされなければならない。これにより効率が減少し、赤外線要素の寿命が減少し得る。また、溶剤の濃度が高い乾燥機の雰囲気が赤外線加熱要素に接触すると、爆発が生じ得るであろう。
【０００３】
それゆえ、移動するウェブを乾燥させるためのより効率的な結合型赤外線／空気浮動乾燥機を提供することが本発明の１つの目的である。
【０００４】
赤外線／空気浮動乾燥機の最適な制御を行うことが本発明の他の目的である。
【０００５】
移動するウェブを浮動状態で支持しながら赤外線及び空気による乾燥を行うことが本発明のさらに他の目的である。
【０００６】
安全性を犠牲にせずに乾燥動作中に赤外線要素を連続的にオンオフさせる必要をなくすことが本発明のさらに他の目的である。
【０００７】
爆発の可能性のある乾燥機の雰囲気が乾燥機内の高温の加熱面に接触するのを防止することが本発明のさらに他の目的である。
【０００８】
【発明の概略】
従来技術の問題点は、移動するウェブの結合型赤外線／空気対流乾燥機ないしオーブンを提供する本発明によって解消される。ウェブを赤外放射に選択的に当て閉じた状態で密封された空気チャンバを形成するために赤外線放射源と移動するウェブとの間にシャッター組立体が設けられる。乾燥機の長さの増大を伴わずに高速でのウェブの乾燥、ウェブへのコーティングが強化される。乾燥の雰囲気が高い濃度の溶剤を有する時に、爆発を生じ得るような、その雰囲気が加熱要素に露出することは、シャッターを作動させ空気浄化体積制御ダンパーを開くことによって除去される。本発明の好ましい実施例において、移動するウェブを浮動状態で支持してウェブが乾燥機の要素と接触するのを避けるために空気バーが用いられる。
【０００９】
【実施例の説明】
最初に図１を参照すると、本発明による乾燥機ないしオーブンが概略的に１０で示されている。図示のように乾燥機１０は、好ましくは絶縁されたハウジング１１によって画定され、このハウジング１１はその内部へウェブＷを搬入できるようにする開口１２と、ハウジングからウェブＷを搬出できるようにする入口１２から間隔をおいた出口開口１３とを有している。ハウジング１１はアルミニウムあるいは鋼等のいずれの適当な材料でも形成される。複数の空気バー１５が、（図示されないファン等により）ウェブＷに空気を当てるため加熱空気を供給するようにように、適当なダクト構造１９、１９′と空気を送通する状態でウェブの上方及び下方に配置されている。空気バー１５は、移動するウェブを浮動状態で支持するとともに乾燥させるメグテックシステムズ（ＭＥＧＴＥＣ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）から販売されているハイフロート（ＨＩ−ＦＬＯＡＴ）空気バーのような、浮動空気バーであるのが好ましい。空気バー１５の配置は、図示の配置が好ましいが、特に制限されない。特に、ウェブＷの上方の（図１での乾燥機の向きで）各空気バーがウェブＷの下方の赤外加熱要素１７に対向し、対向する空気ナイフ１８がウェブ入口側、ウェブ出口側あるいは乾燥機１０の両端に配置されるのが好ましい。この配置ではまたウェブＷの上方及び下方の組立体における各空気バー１５の間に赤外加熱要素１７を配置している。空気バー１５はウェブを浮動状態で支持するとともに乾燥させるように空気を噴出させるが、最適の乾燥のためにコアンダ（Ｃｏａｎｄａ）効果を用いるのが好ましい。所望の乾燥能力に応じてウェブの上方、下方、あるいは両方に赤外放射源が用いられることが当業者にはわかるであろう。クォーツ赤外加熱要素が特に好ましい。
【００１０】
ここで図２を参照すると、各赤外加熱要素１７が給気ダクト１６と空気送通状態で装着され、給気ダクト１６は主給気チャンバ１９と連通している。給気チャンバ１９から給気ダクト１６への空気の流れを調整するように給気ダクト１６の入口２２に容積制御ダンパー２０が配置される。ダンパー２０が開いている時に（図７）、空気は空気分配ダクト３０を通って赤外線加熱要素１７を通過し、最終的に図２に破線で示されるように空気噴出口３２を通って排出される。ダンパー２０が閉じている時に（図６）、要素１７を通る空気流が停止する。
【００１１】
図２及び図３に示されるように、複数の並置されたシャッターブレード４１からなるシャッター組立体４１が空気分配ダクト３０の上部に装着され、各赤外線加熱要素１７とウェブＷとの間に配置されている。シャッターブレード４１は赤外放射源をオフにすることを要せずに放射がウェブＷに達せられるように制御可能にする。各シャッター組立体４１は複数の配列されたシャッターブレード４１を含み、各シャッターブレードは、図３及び図４に最もよく示されるように、閉じた状態で隣接するブレードにわずかに重なっている。各シャッター組立体におけるブレード４１の数は変更可能であり、用いられる赤外加熱要素の特定の寸法に応じたものである。各ブレードの寸法は重要ではないが、ブレード１は２．５ｃｍ（１インチ）の幅であるのが適切であり、必要な重なりを生ずるためにこのブレードは中心間距離が２．４ｃｍ（０．９４インチ）となるように配置されることがわかった。ブレード４１は赤外光を赤外線要素の方に戻るように反射させてウェブＷから外れるように向けるための反射面を有するように形成されるのが好ましい。ブレード４１は図示のようにピン構造を用いてシャッター組立体に取り付けられる。かくして、各ブレード４１の各端部はピン４４のスロット４３内に回動可能に取り付けられる。スロット４３に対向する１本のピン４４の端部はシャッター制御リンク機構４５に取り付けられ、このリンク機構４５は外部のエアシリンダ４６の作動時に全てのブレードが同時に回動されるようにする（図３−５）。
【００１２】
シャッター組立体４０はまた空気浄化作用をも行う。乾燥機の高いＬＥＬの雰囲気を想定した時、あるいは従来のＬＥＬモニターで測定された溶剤濃度に応じて、シャッター４０は閉じた位置に移動するように信号を与えられ、容積制御ダンパー２０は開いた位置に移動するように信号を与えられる。ダンパー２０を開くと（手動で、あるいは好ましくはシリンダ５２で）加圧された空気が加熱要素１７の下側の供給ダクト１６内に流入するようになり、それから空気が各赤外線加熱要素の全周に均等に配置された制御ノズルジェット３２から均等に排出される。シャッター組立体４０が閉じているので、高温の赤外線要素のすぐ上方に加圧されたチャンバが形成される。ブレード４１の間の間隙により空気が加圧されたチャンバから漏れるようになるが、溶剤を含んだ空気がチャンバ内に入り込んで高温の要素に接触するのが防止される。乾燥機の雰囲気における溶剤の濃度の実際の測定は当業者には周知の手段よって行われる。容積制御ダンパー２０及びシャッター組立体４０の作動は電気的インターロック制御との調整がなされ、測定された溶剤の濃度に応じたものとすることができる。図８における矢印はこの状況を示している。空気はダンパー２０を通過し、側方縁部に穿孔された赤外線要素装着ブラケット５３を通って上方に、エアジェット３２を出てシャッター４１の下側と赤外線加熱要素との間に形成された区画５５内に流れる。この空気のわずかな部分がシャッター４１を通って漏れるだけなので、加圧チャンバが形成されて、溶剤を含んだ空気がチャンバに入って高温の赤外線要素に接触するのが防止される。
【００１３】
例えば、乾燥機筐体内の溶剤の濃度は適当なモニターで検出できる。溶剤の濃度が所定のレベルを超えた時に、シャッター４１は閉じるように信号を与えられ、同時に容積ダンパー２０は開くように信号を与えられる。これにより溶剤の濃度が高い空気が加熱要素に直接接触して爆発する状態を生ずるのが防止される。あるいは、溶剤の濃度を直接モニターするのに代えて、シャッター及びダンパーの作動は印刷圧胴ブランケット洗浄サイクルの始動のような、乾燥プロセスにおける所定のサイクルに基づくようにできる。
【００１４】
本発明の他の実施例において、シャッター組立体４０が開いている時に乾燥モードでの加熱要素１７の面におけるＬＥＬ濃度を稀釈するように連続的に空気洗浄を持続するのがよい。この場合、シャッター組立体４０が開いていても、容積制御ダンパー２０はエアジェット３２が新鮮な空気を加熱要素１７の面に分配させられるように連続的に開いている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるウェブ乾燥機の正面図である。
【図２】  本発明の乾燥機に用いるための赤外線加熱要素及びシャッター組立体の端面図である。
【図３】  本発明の乾燥機に用いるための赤外線加熱要素及びシャッター組立体の側面図である。
【図４】  シャッター組立体が閉じた状態にある赤外線加熱要素の斜視図である。
【図５】  シャッター組立体が開いた状態にある赤外線加熱要素の斜視図である。
【図６】  閉じた状態にある容積制御ダンパーの切離した斜視図である。
【図７】  開いた状態にある容積制御ダンパーの切離した斜視図である。
【図８】  本発明の一実施例による空気の流れの方向を示す赤外線加熱要素の端面図である。
【符号の説明】
１０    乾燥機
１１    ハウジング
１５    空気バー
１７    赤外線加熱手段
１９    空気チャンバ
２０    ダンパー
４０    シャッター組立体
Ｗ      ウェブ
【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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【図８】
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