JP4476142B2

JP4476142B2 - ウェブガイド装置及び乾燥装置

Info

Publication number: JP4476142B2
Application number: JP2005076349A
Authority: JP
Inventors: 俊之高橋; 洋吉羽
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2005-03-17
Filing date: 2005-03-17
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2025-03-17
Also published as: JP2006258361A

Description

本発明は、プラスチックフィルム、紙などの連続したウェブが安定して走行するように案内するウェブガイド装置及びそれを用いた乾燥装置に関する。

従来より、ウェブに塗布した塗膜を乾燥するための種々な乾燥装置が知られており、その代表的なものとして、図３に示すように、乾燥チャンバー２内にほぼ水平にウェブ３を走行させて、そのウェブ３の下面側からフローティングノズル４によって熱風を吹き出してウェブを支持すると共に加熱し、上面側からフローティングノズル５によって熱風を吹き出してウェブ上面側に形成されている塗膜を加熱、乾燥する構成の、フローティング方式の乾燥装置１Ａが知られている。また、図４に示すように、高精度乾燥を行なうため、ウェブ３の上面側への熱風吹き付けを行なわず、下面側のフローティングノズル４からの熱風のみによって乾燥を行なう構成の乾燥装置１Ｂ、或いは、図５に示すように、水平に走行中のウェブ３を複数のガイドロール６で案内し、ガイドロール６で案内している領域のウェブに上面側からスリットノズル７によって熱風を吹き付け、乾燥する構成の、基材走行安定性の高いロールサポート方式の乾燥装置１Ｃも知られている。

しかしながら、これらの従来の乾燥装置には以下のような問題点があった。
・乾燥装置１Ａ、１Ｂのようにウェブ３を熱風で浮かせ非接触で案内する場合、ウェブが不安定になりばたつきやすい。乾燥時におけるウェブのばたつきは塗膜の乾燥むらや面質不良を生じさせる恐れがあり、高精度乾燥が要求される場合、問題となる。
・乾燥装置１Ｃのようにウェブ３をガイドロール６で支持して搬送する場合、ロールがウェブに接触することによる傷の発生が懸念される。
・また、乾燥装置１Ｃのようにウェブ３をガイドロール６で支持して搬送する場合、一般的に上面からの加熱のみになり、乾燥効率が低下する。ガイドロールを加熱することによる乾燥効率の向上も考えられるが、設備コストが高く、また、ウェブが直接ロールに接触して加熱される場合、急加熱されやすく、不均一乾燥、面質不良等の不良が発生しやすい。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、本発明の一つの課題は、乾燥装置内などにおいてウェブに接触する部分を極力少なくしながら、走行中のウェブを安定して案内することの可能なウェブガイド装置を提供することである。また本発明の他の課題は、走行中のウェブを安定して案内しながらウェブ上の塗膜或いはウェブ自体を効率良く乾燥することの可能な乾燥装置を提供することである。

本願請求項１に係る発明のウェブガイド装置は、ウェブに接触する部分を極力少なくしながら、走行中のウェブを安定して案内することを可能とするため、水平に走行中のウェブの下面を案内するようガイドロールを配置すると共に、そのガイドロールを、ウェブの両端領域に接触して案内する一対の大径円筒部と、その一対の大径円筒部に挟まれた領域に形成され、前記大径円筒部に接触して案内されるウェブとの間に微少な隙間が形成されるよう前記大径円筒部よりも小径の小径円筒部とを備えた構造とし、更に、前記ガイドロールの小径円筒部とウェブとの間に、その部分の静圧を低下させる空気流を生じさせるよう空気をウェブに平行に供給する空気吹出手段を設けるという構成としたものである。

請求項２に係る発明は、上記した請求項１に係る発明において、前記空気吹出手段が、空気を前記ガイドロールで案内されているウェブに平行に且つウェブの長手方向に吹き出すように配置されたスリットノズルを備えた構成とし、そのスリットノズルの流出口のサイズを、ウェブの面に直角方向に計ったサイズが、該ウェブと前記ガイドロールの小径円筒部との間の隙間の寸法よりも小さく、ウェブの幅方向のサイズが、前記ガイドロールの小径円筒部の幅よりも小さくなるように定めたものである。

請求項３に係る発明の乾燥装置は、水平に走行中のウェブを安定して案内しながらウェブ上面の塗膜或いはウェブ自体を効率良く乾燥することを可能とするため、水平に走行するウェブの下面を案内する手段として、前記した請求項１又は２記載のウェブガイド装置を用い、且つ、そのウェブガイド装置の空気吹出手段を熱風を吹き出す構成としたものである。

請求項４に係る発明の乾燥装置は、水平に走行中のウェブを安定して案内しながらウェブ上面の塗膜或いはウェブ自体を効率良く乾燥することを可能とするため、水平に走行するウェブの下面を案内する手段として、前記した請求項１又は２記載のウェブガイド装置を用い、そのウェブガイド装置で案内されて走行中のウェブを上面側から加熱する加熱手段を設けるという構成としたものである。

請求項５に係る発明は、上記した請求項４に係る発明において、前記ウェブガイド装置の空気吹出手段を熱風を吹き出す構成としたものである。

請求項６に係る発明は、上記した加熱装置を、ウェブ上面に形成した塗膜の乾燥に用いるという構成としたものである。

請求項１、２に係る発明のウェブガイド装置は、ウェブの両端領域を除いた大部分の領域を、ガイドロールの小径円筒部で非接触な形態で案内しており、その際、空気吹出手段からの空気をウェブと小径円筒部との間に流しているためこの領域における静圧が低下し、ウェブの反対側の面に作用する静圧との差圧によってウェブがガイドロールに向かって押されている。このため、ウェブの大部分の領域はガイドロールの小径円筒部に対して非接触ではあるが、空気層を介して支持されたような形態となり、安定して案内される。かくして、このウェブガイド装置は、ウェブをばたつかせたり、傷つけたりすることなく、案内できるという効果を有している。

更に、請求項２に係る発明のウェブガイド装置は、前記した空気吹出手段をスリットノズルで構成し且つその配置及び流出口のサイズを請求項２に記載の構成としたことにより、ウェブと小径円筒部との間にウェブに平行な高速の空気流を効率良く発生させることができ、ウェブを一層安定して案内することができる。

請求項３に係る発明の乾燥装置は、上記したウェブガイド装置でウェブを案内すると共にウェブガイド装置の空気吹出手段が熱風を吹き出す構成としたことにより、走行中のウェブを安定して案内しながら、案内に用いる熱風でウェブを加熱することができ、ウェブ上面の塗膜或いはウェブ自体を効率良く乾燥することができる。

請求項４に係る発明の乾燥装置は、上記したウェブガイド装置でウェブを案内すると共に、走行中のウェブを上面側から加熱手段で加熱する構成としたことにより、走行中のウェブを安定して案内しながらウェブ上面の塗膜或いはウェブ自体を効率良く乾燥することができる。ここで、加熱手段としては、熱風を吹き付ける方式のもの、赤外線ヒータ等の放射加熱方式のもの等を例示できるが、これに限定されるものではない。

請求項５に係る発明の乾燥装置は、上記した請求項４に係る発明の乾燥装置において、前記ウェブガイド装置の空気吹出手段が熱風を吹き出す構成としたことにより、乾燥効率を一層向上させることができる。

請求項３〜５に係る発明の乾燥装置は、ウェブ自体の乾燥、ウェブ上面に形成した塗膜の乾燥のいずれの用途にも使用できるが、特に、ウェブ上面に形成した塗膜の乾燥に用いることが好ましい。塗膜の乾燥に用いると、塗膜を乱すことなく均一に乾燥することが可能であり、精密、高効率乾燥を必要とする分野における乾燥に好適である。

図１は本発明の好適な実施の形態に係るウェブガイド装置及びそれを用いた乾燥装置を示す概略構成図、図２（ａ）はウェブガイド装置の概略断面図、（ｂ）はウェブガイド装置の概略正面図である。全体を参照符号１１で示す乾燥装置は、乾燥チャンバー１２と、その中を水平に走行するウェブ１３の下面を案内するように配置された複数のウェブガイド装置１４と、そのウェブガイド装置１４で案内され、走行中のウェブ１３を上面側から加熱するよう設けられた加熱手段１５等を備えている。ここで乾燥の対象としているウェブ１３は、連続したプラスチックフィルム等の基材の上面側に塗膜を形成したものである。加熱手段１５としては、ウェブ１３上面の塗膜を効率良く乾燥しうるよう、ウェブガイド装置１４で案内される位置のウェブ１３に熱風を吹き付けるよう配置されたスリットノズルが用いられている。なお、スリットノズルに代えて、他の形式の熱風吹出ノズルを用いても良く、またスリットノズルや他の形式の熱風吹出ノズルと併用して赤外線ヒータ等の放射加熱方式のヒータを設けても良い。加熱手段１５として赤外線ヒータを用いる場合には、その赤外線ヒータを、隣接したウェブガイド装置１４、１４の間でウェブ１３に対向するように設けることが好ましい。

ウェブガイド装置１４は、走行中のウェブ１３の下面を案内するように配置されたガイドロール１７を備えている。このガイドロール１７は、ウェブ１３の両端領域に接触して案内する一対の大径円筒部１７ａ、１７ａと、その一対の大径円筒部１７ａ、１７ａに挟まれた領域に形成され、大径円筒部１７ａ、１７ａに接触しているウェブ１３との間に微少な隙間１８が形成されるよう、大径円筒部１７ａよりも小径の小径円筒部１７ｂを備えている。このように、ガイドロール１７の中央領域に小径円筒部１７ｂを形成したことで、ウェブ１３とガイドロール１７との接触面積が小さくなり、ウェブ１３がガイドロール１７で案内される際の傷の発生が抑制される。

更に、ウェブガイド装置１４は、ガイドロール１７の小径円筒部１７ｂの上方を非接触で走行するウェブ１３の領域がばたつくことがないようにするため、ガイドロール１７の小径円筒部１７ｂとウェブ１３との間に、その部分の静圧Ｐ₂を低下させる空気流を生じさせるよう空気２１を吹き出して供給するスリットノズル２０を備えた空気吹出手段を設けている。このスリットノズル２０には、熱風供給装置２２が接続されており、スリットノズル２０から空気２１として熱風を吹き出す構成となっている。このように、スリットノズル２０から空気（熱風）２１を吹き出して、ガイドロール１７の小径円筒部１７ｂとウェブ１３との間の隙間１８に空気流を生じさせることにより、隙間１８における静圧Ｐ₂が低下し、ウェブ１３の上面に作用している静圧Ｐ₁よりも小さくなる。このため、ウェブ１３は、静圧Ｐ₁と静圧Ｐ₂の差圧によって矢印Ａで示すようにガイドロール１７に向かって押されることとなり、ガイドロール１７の小径円筒部１７ｂに対して非接触ではあるが、空気層を介して支持されたような形態となり、これにより、ばたつくことなく、安定して案内される。

ここで、小径円筒部１７ｂの長さは、ウェブ１３をガイドロール１７で安定して案内できるかぎり長くすることが、ウェブへの傷発生を防止できるので好ましく、具体的には両側の大径円筒部１７ａで支持するウェブ１３の両端領域の幅ｗは１０〜３０ｍｍ程度あれば、多くの場合ウェブを安定して案内できるので、このように選定することが好ましい。隙間１８の寸法ｄは、小さい方が、スリットノズル２０から一定量の空気を吹き出すとした場合に、隙間１８における空気流速が大きくなって動圧が大きくなり、従って静圧Ｐ₂が小さくなるので好ましく、具体的には、０．５〜１０ｍｍ程度に選定するのが好ましく、更には、３〜６ｍｍ程度に選定するのが一層好ましい。隙間１８における空気流速は、静圧を低くする上からは大きい方が好ましいが、あまりに高速とするとスリットノズル２０からの吹出空気量を大きくしなければならず、エネルギー消費が大きくなる。これらを考慮して、隙間１８における流速としては、１〜１０ｍ／ｓ程度が好ましい。スリットノズル２０は、ウェブ１３とガイドロール１７の小径円筒部１７ｂの間の隙間１８に効率良く空気流を生じさせることができるよう、空気（熱風）２１を、ガイドロール１７で案内されている部分のウェブ１３に平行に且つウェブ１３の長手方向に吹き出すように配置することが好ましく、更にそのスリットノズル２０の流出口のサイズは、ウェブ１３の面に直角方向に計ったサイズが、該ウェブ１３とガイドロール１７の小径円筒部１７ｂとの隙間１８の寸法ｄより小さく、ウェブ１３の幅方向に計ったサイズが、ガイドロール１７の小径円筒部１７ｂの幅よりも小さくなるように定めることが好ましい。なお、図面に示す実施の形態では、スリットノズル２０が空気２１をウェブ１３の走行方向に吹き出しているが、スリットノズル２０による空気２１の吹き出し方向はこれに限らず、ウェブ１３に対して向流となるように空気吹き出しを行なうようにスリットノズル２０を配置してもよい。なお、ガイドロール１７は回転自在なフリーロールであってもよいし、回転駆動される駆動ロールであってもよい。

上記構成の乾燥装置１１では、上流の塗工部で上面に塗膜を形成されたウェブ１３が水平に搬送されて来て、乾燥チャンバー１２内に入り、を複数のウェブガイド装置１４で案内されながら水平に搬送される。その際、ウェブガイド装置１４は、ウェブ１３の両端のみをガイドロール１７の両端の大径円筒部１７ａに接触させて案内し、その間の大部分の領域を小径円筒部１７ｂに対して非接触ではあるが空気層を介して支持した形態で案内する。これにより、ウェブ１３はばたつくことなく安定して案内される。この間に、ウェブ１３の上面側に設けているスリットノズルからなる加熱手段１５から熱風がウェブ１３上面の塗膜に吹き付けられ、塗膜を加熱、乾燥させる。同時に、ウェブガイド装置１４では、ウェブ１３を安定して支持するためにスリットノズル２０から吹き出している熱風が、ウェブ１３を下面側から加熱し、これによっても塗膜が加熱、乾燥される。かくして、ウェブ１３が乾燥チャンバー１２を通過する間に、ウェブ上面の塗膜は効率良く乾燥される。また、ウェブ１３は安定して走行するので、ばたついて乾燥中の塗膜を乱すということがなく、しかもウェブ１３はほとんどの領域がガイドロール１７に接触していないので傷つくこともない。かくして、ウェブ１３上面の塗膜を効率良く高精度で且つ面質不良を生じることなく乾燥させることができる。

図１に示す乾燥装置１１を用いて乾燥試験を行なった（実施例１）。
（１）使用したウェブガイド装置１４の仕様は次の通りである。
ガイドロール１７の大径円筒部１７ａの外径：１６０ｍｍ
小径円筒部１７ｂの外径：１５０ｍｍ
小径円筒部１７ｂの長さ：４５０ｍｍ
ウェブ１７とガイドロール１７の小径円筒部の間の空気流速：５ｍ／ｓ
スリットノズル２０からの熱風温度：８０℃
（２）乾燥対象として、ウェブ１３の上面に塗膜を形成したものを用いた。そのウェブ及び塗膜は次の通りである。
ウェブ１３：ＰＥＴ厚さ７５μｍ×幅５００ｍｍ
塗膜：アクリル系樹脂の溶液、塗布厚約２０μｍ（ｗｅｔ状態で）
（３）運転条件は次の通りとした。
ウェブ走行速度：１００ｍ／分
加熱手段（スリットノズル）１５からの熱風温度：８０℃
ウェブガイド装置のスリットノズル２０からの熱風温度：８０℃
（４）乾燥結果を表１に示す。

また、比較のため、図３、図４に示す乾燥装置１Ａ（比較例１）、１Ｂ（比較例２）についても、実施例１と同じ乾燥対象を用いて、同じ運転条件で乾燥試験を行なった。その結果も表１に示す。

表１の結果より、実施例１の乾燥装置を用いることで、塗膜の高効率乾燥、精密乾燥を行なうことができることを確認できた。

本発明の乾燥装置は、任意のウェブやウェブに塗布した塗膜の乾燥に使用可能であるが、高効率乾燥、精密乾燥が可能であることから、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、基材に塗布した塗膜の乾燥に特に有用である。また、本発明のウェブガイド装置は乾燥装置におけるウェブ案内に用いることが好ましいが、これに限らず、他の装置におけるウェブ案内に用いてもよい。

本発明の好適な実施の形態に係るウェブガイド装置及びそれを用いた乾燥装置を示す概略構成図（ａ）はウェブガイド装置の概略断面図、（ｂ）はウェブガイド装置の概略正面図従来の乾燥装置の１例を示す概略構成図従来の乾燥装置の他の例を示す概略構成図従来の乾燥装置の更に他の例を示す概略構成図

符号の説明

１１乾燥装置
１２乾燥チャンバー
１３ウェブ
１４ウェブガイド装置
１５加熱手段
１７ガイドロール
１７ａ大径円筒部
１７ｂ小径円筒部
１８隙間
２０スリットノズル
２１空気（熱風）
２２熱風供給装置

Claims

水平に走行中のウェブの下面を案内するガイドロールであって、ウェブの両端領域に接触して案内する一対の大径円筒部と、その一対の大径円筒部に挟まれた領域に形成され、前記大径円筒部に接触して案内されるウェブとの間に微少な隙間が形成されるよう前記大径円筒部よりも小径の小径円筒部とを備えたガイドロールと、前記ガイドロールの小径円筒部とウェブとの間に、その部分の静圧を低下させる空気流を生じさせるよう空気をウェブに平行に供給する空気吹出手段とを有するウェブガイド装置。
前記空気吹出手段が、空気を前記ガイドロールで案内されているウェブに平行に且つウェブの長手方向に吹き出すように配置されたスリットノズルを備えており、該スリットノズルの流出口のサイズは、ウェブの面に直角方向に計ったサイズが、該ウェブと前記ガイドロールの小径円筒部との間の隙間の寸法よりも小さく、ウェブの幅方向のサイズが、前記ガイドロールの小径円筒部の幅よりも小さいことを特徴とする請求項１記載のウェブガイド装置。
水平に走行中のウェブの下面を案内するように配置された請求項１又は２記載のウェブガイド装置を備え、該ウェブガイド装置の空気吹出手段が熱風を吹き出す構成であることを特徴とする乾燥装置。
水平に走行中のウェブの下面を案内するように配置された請求項１又は２記載のウェブガイド装置と、該ウェブガイド装置で案内されて走行中のウェブを上面側から加熱するように配置された加熱手段とを備えた乾燥装置。
前記ウェブガイド装置の空気吹出手段が熱風を吹き出す構成であることを特徴とする請求項４記載の乾燥装置。
前記ウェブが上面に未乾燥の塗膜を備えており、その塗膜の乾燥を行なうことを特徴とする請求項３、４又は５記載の乾燥装置。