JP3880830B2 - ヒータ装置および延伸装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の発熱体を備えたヒータ装置、および、ヒータ装置を備え、シート状物を拠送しながら搬送方向に延伸する延伸装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
写真フィルムや磁気記録テープの支持体、包装用フィルムとして、熱可塑性樹脂からなるシート状物が広く使用されている。
【０００３】
この熱可塑性樹脂からなるシート状物は、溶融状態の熱可塑性樹脂が冷却しながら流延されることによって形成され、その後、必要な強度を与えるために搬送方向やシート状物の幅方向に延伸されたものである。
【０００４】
流延形成後のシート状物を搬送方向に延伸する延伸装置には、従来より、このシート状物を加熱するためのヒータ部、加熱され延伸され易くなったシート状物の延伸を行なう、複数の回転ロールを有する延伸部が備えられている。
【０００５】
図１は、従来の、シート状物を搬送方向に延伸（縦延伸）する延伸装置の一例を示す図である。
【０００６】
図１に示す延伸装置１は、前述したように、ヒータ部１２および延伸部３０で構成されており、図１には、ヒータ部１２によって加熱されたシート状物１００が、延伸部３０で延伸されている様子が示されている。
【０００７】
図１に示すヒータ部１２は、５本の細長い棒状の赤外線シーズヒータ１２１、赤外線シーズヒータ１２１からの、シート状物とは反対方向に放射された放射熱を反射させてシート状物に向かわせるために設けられた反射板１２２などで構成されている。
【０００８】
図１には、５本の赤外線シーズヒータ１２１が、シート状物１００の幅方向に向けて配設されると共にシート状物１００の搬送方向に並べられ、さらに反射板１２２によって覆われている様子が示されている。尚、これら赤外線シーズヒータ１２１は、近接する赤外線シーズヒータとの間の距離が短すぎると、互いの放射熱によってオーバーヒートしてしまうため、採用されるヒータに応じて設定される所定の距離を保って配置されている。
【０００９】
図１に示す延伸部３０は、延伸ロール３１、冷却ロール３２、および、２つのニップロール３３などで構成されている。この延伸部３０によるシート状物１００の延伸は、シート状物の搬送における上流側に配置されている、延伸ロール３１およびニップロール３３がシート状物１００を挟みながら低速で回転し、シート状物の搬送における下流側に配置されている、冷却ロール３２およびニップロール３３が同じくシート状物を挟みながら高速で回転することによって行なわれる。
【００１０】
尚、近年、生産コストの削減が急務であることから、上記シート状物の製造においても、生産性の向上が求められており、上記延伸処理は、ますます高速に搬送されるシート状物に対し行なわれている。高速搬送下のシート状物に対する延伸処理にあたっては、高速に移動するシート状物を延伸タイミングまでに、延伸可能な温度にまで昇温させておく必要がある。
【００１１】
そこで、シート状物の搬送方向に、熱量的に必要な本数分の赤外線シーズヒータを並べることにより、高速に搬送されているシート状物を延伸タイミングまでに昇温させることが考えられる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図２は、シート状物の搬送方向に上記赤外線シーズヒータを数多く並べたヒータ部を備えた延伸装置を示す図である。
【００１３】
図２に示すように、高速搬送に追随してシート状物を昇温させるために必要な本数分の赤外線シーズヒータをシート状物の搬送方向に並べたヒータ部によれば、高速に搬送されるシート状物を、延伸タイミングまでに延伸可能な温度にまで昇温させることができる。
【００１４】
しかし、この延伸装置に備えられた赤外線シーズヒータは、前述したように互いの放射熱によってオーバヒートしないように所定の間隔で並べられているため、このヒータ部の、シート状物に対する熱放射領域は広範囲に及んでいる。つまり、この延伸装置では、高速で搬送されるシート状物が長い距離をかけて序々に延伸可能な温度にまで昇温されている。このように、シート状物に対する単位面積あたりの昇温能力が低いと、延伸におけるこのシート状物のネックイン量は増大することになり、延伸後のシート状物に物性不良が発生するという問題がある。
【００１５】
本発明は、上記事情に鑑み、採用されている発熱体の発熱体間に設定されている所定の間隔を確保しつつ、熱放射領域の単位面積あたりの熱量が従来よりもアップされたヒータ装置、そのようなヒータ装置を備え、シート状物に対する単位面積あたりの昇温能力が従来に比べてアップされた延伸装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のヒータ装置は、
配列された複数の発熱体と、熱の放射方向に開口を有し上記複数の発熱体を覆ってこの発熱体からの放射熱を上記開口に向けて反射する反射体とを備え、上記複数の発熱体が、上下２段にかつ千鳥状に配設されたことを特徴とする。
【００１７】
本発明のヒータ装置では、発熱体を上下２段にかつ千鳥状に配設することにより、採用されている発熱体間に設定された所定の間隔を確保しながら、熱放射領域の単位面積あたりの発熱体の数を従来よりも増加させることができる。このため、本発明のヒータ装置によれば、発熱体間の所定の間隔を確保しながら、熱放射領域の単位面積あたりの熱量を従来よりもアップすることができる。
【００１８】
また、上記目的を達成するための本発明の延伸装置は、
シート状物を搬送しながらこのシート状物をこのシート状物の搬送方向に延伸する延伸装置において、
配列された複数の発熱体と、熱の放射方向に開口を有し上記複数の発熱体を覆ってこの発熱体からの放射熱を上記開口に向けて反射する反射体とを備え、上記複数の発熱体が、上下２段にかつ千鳥状に配設されたヒータ装置を備え、
このヒータ装置が、延伸中のシート状物に上記開口が面する位置に配設されてなることを特徴とする。
【００１９】
本発明の延伸装置には、発熱体間の所定の間隔を確保しながら熱放射領域の単位面積あたりの熱量が従来よりもアップされているヒータ装置が備えられているため、本発明の延伸装置では、搬送されるシート状物の単位面積あたりに照射する熱量を従来よりもアップさせることができる。これにより、搬送方向に対する従来よりも短い距離の加熱で、延伸を行なうために必要な熱量をシート状物に与えることができ、本発明の延伸装置では、ネックイン量を低減することができる。したがって、本発明の延伸装置によれば、従来よりも物性的に良好なシート状物を得ることができる。
【００２０】
ここで、本発明の延伸装置が、前記ヒータ装置に備えられた複数の発熱体を、少なくとも上段の発熱体と下段の発熱体とに分けてそれぞれ独立に温度を制御する温度制御部を備えてなることが好ましい。
【００２１】
本発明の延伸装置では、反射体に近い上段側の発熱体と、反射体から離れている下段側の発熱体とを別々に温度管理できるため、上段側の発熱体の温度を下段側の発熱体の温度よりも下げておくことで、反射板と上段側の発熱体との間の熱の篭りによる上段側の発熱体の、オーバーヒートによる劣化を防止することができる。
【００２２】
また、本発明の延伸装置に備えられたヒータ装置が、延伸中のシート状物を上下から挟むようにこのシート状物の上下それぞれに配設されてなることも好ましい。
【００２３】
このようにすることで、搬送されるシート状物の単位面積あたりに照射する熱量を、一層確実にアップさせることができる。
【００２４】
ここで、本発明の延伸装置に備えられたヒータ装置の複数の発熱体それぞれが、上記シート状物の幅方向に延びる棒状のものであって、この複数の発熱体それぞれの径をＤとしたとき、上記複数の発熱体は、隣接する発熱体どうしの軸間の間隔が１．５Ｄ以上３Ｄ以内となる位置に配置されてなることも好ましい態様である。
【００２５】
このようにすると、発熱体が接近しすぎるために起る、オーバーヒートによる発熱体の劣化を一層確実に防止するとともに、効率的にシート状物を昇温させることができる。
【００２６】
また、本発明の延伸装置に備えられたヒータ装置の複数の発熱体は、それぞれの所定の支持具により支持されたものであって、上記複数の発熱体を支持する支持具が、上記シート状物の搬送方向に対し斜めに配列されていることも好ましい態様である。
【００２７】
このようにすることで、発熱体を支持する支持具が上記シート状物の搬送方向に対し並行に配列されている場合にシート状物に与えてしまう、発熱体を支持している支持体からの放熱による発熱体の部分的な温度低下による影響を、分散させることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２９】
まず、本発明のヒータ装置について説明する。
【００３０】
図３は、本発明のヒータ装置の一実施形態の外観斜視図である。尚、図３に示されているもので、図１および図２において示されているものと同じ種類のものについては、図１および図２において付されている符号と同じ符号を付している。
【００３１】
図３に示すヒータ装置２０には、７本の赤外線シーズヒータ１２１、これら赤外線シーズヒータ１２１からの放射熱を反射して搬送されているシート状物１００（図４参照）に向かわせる反射カバー２０２が備えられている。この赤外線シーズヒータ１２１は、上下２段にかつ千鳥状に配設されていおり、反射カバー２０２には、赤外線シーズヒータ１２１を支持するための、後述する支持具（図６参照）が付設されている。尚、ヒータ装置２０の電源についての図示は省略している。
【００３２】
図４は、図３に示す赤外線シーズヒータの外観図である。
【００３３】
図４に示す赤外線シーズヒータ１２１は、ニクロム線を外径が２０ｍｍの合金であるインコロイ８００の内部に入れ、ニクロム線とインコロイ８００の間に絶縁材である酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を充填したものである。尚、酸化マグネシウムの代わりに窒化ホウ素（ＢＮ）を充填してもよい。
【００３４】
また、図４に示す赤外線シーズヒータ１２１は、端部１２１ａ、中央部１２１ｂ、端子部１２１ｃで構成されている。
【００３５】
図５は、図３に示すヒータ装置の側面図である。
【００３６】
図５には、上段に３本、下段に４本の千鳥状に配設されている合計７本の赤外線シーズヒータ１２１、これら赤外線シーズヒータ１２１を覆う反射カバー２０２の他、搬送されているシート状物１００も示されている。尚、図５に示す矢印は、シート状物１００の搬送方向を示しており、図５に示す赤外線シーズヒータ１２１は、シート状物１００の幅方向に延びている。
【００３７】
また、図５には、反射カバー２０２の側面部２０２ａも示されており、この側面部２０２ａには、赤外線シーズヒータ１２１の端部を支持するための、赤外線シーズヒータ１２１の径より多少長い径を有する孔２０２ｂが設けられている。赤外線シーズヒータの端部１２１ａは、この孔２０２ｂによって支持され、赤外線シーズヒータの中央部１２１ｂは、支持具（図７参照）によって反射カバー２０２の上面２０２ｃによって支持されている。
【００３８】
図５に示される本実施形態のヒータ装置２０では、赤外線シーズヒータ１２１の径を２０ｍｍ（本発明ではＤに相当する）とした場合の、近接する赤外線シーズヒータ１２１間の距離は４０ｍｍ（２Ｄ）、反射カバー２０２に対する赤外線シーズヒータ１２１の最接近距離は３０ｍｍ（１．５Ｄ）になっており、このヒータ装置２０の下段側に並ぶ赤外線シーズヒータの下端からシート状物１００の上面までの距離は２５ｍｍである。尚、赤外線シーズヒータのワット密度は６Ｗ／ｃｍ²、赤外線シーズヒータの全長は９２０ｍｍ、ニクロム線に対する印加電圧は２００Ｖである。
【００３９】
図６は、図３に示すヒータ装置を、ヒータ装置の反射カバーを透視して上方から見た図である。
【００４０】
図６には、赤外線シーズヒータの端部１２１ａが反射カバー２０２の側面部２０２ａに挿通され、赤外線シーズヒータの中央部１２１ｂが支持具３００によって支持されている様子が示されている。
【００４１】
図６に示す支持具３００は、赤外線シーズヒータ１２１の中央付近が熱によってたわみ、赤外線シーズヒータの、シート状物の幅方向におけるシート状物１００に対する距離の違いによりシート状物に発生する、物性のムラを防止するためのものである。
【００４２】
また、図６には、赤外線シーズヒータの中央部１２１ｂを支持するための支持具３００が、シート状物の搬送方向に対し斜めに配列されている様子が示されている。
【００４３】
図７は、赤外線シーズヒータが、支持具によって支持されている様子を拡大して示した図である。
【００４４】
図７には、下端を除き外周のほとんどが支持具３００によって捕捉されている赤外線シーズヒータ１２１が示されている。
【００４５】
図６に示すように、支持具３００がシート状物の搬送方向に対し斜めに配列されることで、支持具３００がシート状物の搬送方向に沿って一直線上に配列されている場合に比べ、シート状物に対する、支持具３００の放熱による赤外線シーズヒータの部分的な温度低下の影響が分散される。つまり、これら赤外線シーズヒータの、支持具３００によって捕捉されている部分の温度は低下しており、このヒータ装置２０において、支持具３００がシート状物の搬送方向に沿って一直線上に配列されていると、このヒータ装置２０には、シート状物の搬送方向に沿って周囲よりも低温な領域が存在することとなる。したがって、このように一部に低温な領域を抱えるヒータ装置によって昇温されたシート状物を延伸しても、良好な物性は得られないこととなる。これに対し、支持具３００がシート状物の搬送方向に対し斜めに配列されていると、支持具３００によって捕捉されて温度の低下している部分を、これらヒータ装置全体に分散させて存在させることができるため、シート状物に与える影響を小さくすることができる。
【００４６】
以上に説明した本実施形態のヒータ装置では、赤外線シーズヒータのお互いの放射熱によるオーバーヒートをより確実に防止しつつ、熱放射領域の単位面積あたりの赤外線シーズヒータの数を従来よりも増加させることができるため、本実施形態のヒータ装置によれば、赤外線シーズヒータ間の所定の間隔を確保しながら、熱放射領域の面積あたりの熱量を従来よりもアップすることができる。
【００４７】
尚、本実施形態のヒータ装置では、細長い棒状の赤外線シーズヒータを使用した場合を例に挙げて説明しているが、本発明のヒータ装置はこれに限らず、熱を放射する発熱体が上下２段にかつ千鳥状に配設されたものであればよく、また、赤外線シーズヒータの径をＤとした場合の、近接する赤外線シーズヒータ間の距離を２Ｄとしているが、本発明のヒータ装置はこれに限るものではない。
【００４８】
さらに、本実施形態のヒータ装置では、赤外線シーズヒータが反射カバーに付設された支持具によって支持されているが、これに限らず、反射カバー以外に付設された支持具によって支持されるものであってもよく、これら支持具によっては支持されないものであってもよい。尚、支持具の形状も本実施形態で挙げた形状に限定されるものではなく、薄いパンチング板に穴をあけた板を斜めに使用するものであってもよい。
【００４９】
また、ここでは、本実施形態のヒータ装置を、延伸装置に備えた場合を例に挙げて説明したが、本発明のヒータ装置はこれに限らず、単独で使用されるものであってもよく、あるいは、延伸装置以外のものに備えられるものであっても、本発明の効果が否定されるものではない。
【００５０】
次に、本発明の延伸装置について説明する。
【００５１】
図８は、本発明の延伸装置の一実施形態の外観斜視図である。
【００５２】
図８に示す延伸装置５０は、図３に示すヒータ装置２０、図１に示す延伸部３０、シート状物を挟みヒータ装置２０と対向する位置に配置された補助ヒータ装置２５、および、ヒータ装置２０と図示しない電源との間に配置されてヒータ装置２０の温度制御を行なう温度コントローラ６０で構成されている。尚、ヒータ装置２０および補助ヒータ装置２５の電源の図示は省略しており、補助ヒータ装置２５とヒータ装置２０との違いは、赤外線シーズヒータの本数の違いだけである。
【００５３】
図９は、図８に示す、ヒータ装置の側面図および温度コントローラの正面図である。
【００５４】
図９に示す７本の赤外線シーズヒータ１２１は、３つの制御領域Ａ、Ｂ、Ｃに分割されて、温度コントローラ６０によって制御されている。図９に示す７本の赤外線シーズヒータのうち、制御領域Ａに属する上段の３本は、温度コントローラ６０の端子６２に接続され、シート状物の搬送方向における上流側の制御領域Ｃに属する下段の２本（図９の左側）は、温度コントローラ６０の端子６１に接続されている。また、シート状物の搬送方向における下流側の制御領域Ｂに属する下段の残り２本（図９の右側）は、温度コントローラ６０の端子６３に接続されている。
【００５５】
このように、上下２段にかつ千鳥状に配設された赤外線シーズヒータの上段側の制御と下段側の制御とを分割することで、上段側に属するシーズヒータの温度と下段側に属するシーズヒータの温度とを違わせることができる。これにより、反射カバー２０２との間に熱が篭り易い上段側のシーズヒータの温度を下段側のシーズヒータより低く設定しておくことで、オーバーヒートによる赤外線シーズヒータの劣化を防止することができる。
【００５６】
また、下段側の赤外線シーズヒータを、シート状物の搬送方向における上流側と下流側とに分割して制御することで、延伸タイミングの直前にシート状物を昇温させることができるため、下段側の温度制御を一括して行なう場合よりもさらに物性の良好なシート状物を得ることができる。
【００５７】
尚、図８に示す延伸装置の、ヒータ装置２０および延伸部３０については、前述した通りであるので重複説明は省略する。
【００５８】
また、図８に示す延伸装置５０の補助ヒータ装置２５の機能についても、ヒータ装置２０においてした説明と異なるところがないため、説明は省略する。
【００５９】
以上に説明した本実施形態の延伸装置５０では、上述した、本発明のヒータ装置の一実施形態であるヒータ装置２０によって、搬送されるシート状物の単位面積あたりに照射する熱量を従来よりもアップさせることができる。このため、延伸を行なうために必要な熱量を従来よりも短い距離の加熱でシート状物に与えることができるため、ネックイン量を削減することができる。したがって、本実施形態の延伸装置によれば、従来よりも物性的に良好なシート状物を得ることができる。
【００６０】
尚、本実施形態の延伸装置５０では、シート状物を挟み、ヒータ装置が対向して配置されている場合を例に挙げて説明したが、本発明の延伸装置はこれに限らず、どちらか一方のみにヒータ装置が配置されているものであっても良く、また、本実施形態の延伸装置５０では、ヒータ装置に備えられた赤外線シーズヒータが、上段と下段に分けられてそれぞれ独立に、さらには下段については、シート状物の搬送方向の上流側と下流側とに分けてそれぞれ独立に温度制御している例をあげて説明したが、本発明の延伸装置はこれに限らず、発熱体を上段と下段とに分けてそれぞれを独立に温度制御するものであってもよく、あるいは、すべての発熱体を一様に昇温するだけで温度制御をしないものであっても、この発明の効果が否定されるものではない。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のヒータ装置によれば、発熱体間の所定の間隔を確保しながら、熱放射領域の面積あたりの熱量を従来よりもアップすることができる。
【００６２】
また、本発明の延伸装置によれば、シート状物の延伸時のネックイン量を低減することができるため、幅方向に均一な物性を有するシート状物を得ることができ、シート状物の厚みに対する制御が可能となる。また、本発明の延伸装置によれば、シート状物の延伸時のネックインを低減することができるため、シート状物の搬送速度の制御が確実となり、ロールとシート状物の速度差によるスリップ痕をシート状物からなくすることができる。さらに、本発明の延伸装置によれば、シート状物に対する加熱領域を従来よりも短くすることができるため、ロールスパンの短縮による延伸装置自体のコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の、シート状物を搬送方向に延伸（縦延伸）する延伸装置の一例を示す図である。
【図２】シート状物の搬送方向に上記赤外線シーズヒータを数多く並べたヒータ部を備えた延伸装置を示す図である。
【図３】本発明のヒータ装置の一実施形態の外観斜視図である。
【図４】図３に示す赤外線シーズヒータの外観図である。
【図５】図３に示すヒータ装置の側面図である。
【図６】図３に示すヒータ装置を、ヒータ装置の反射カバーを透視して上方から見た図である。
【図７】赤外線シーズヒータが、支持具によって支持されている様子を拡大した図である。
【図８】本発明の延伸装置の一実施形態の外観斜視図である。
【図９】図８に示す、ヒータ装置の側面図および温度コントローラの正面図である。
【符号の説明】
１、１０ 延伸装置
１２、２０、２２ ヒータ装置
１００ シート状物
１２１ 赤外線シーズヒータ
１２１ａ 端部
１２１ｂ 中央部
１２１ｃ 端子部
１２２、２０２ 反射カバー
２０２ａ 側面部
２０２ｂ 孔
２０２ｃ 上面部
２５ 補助ヒータ装置
３０ 延伸部
３１ 延伸ロール
３２ 冷却ロール
３３ ニップロール
３００ 支持具
６０ 温度コントローラ
６１、６２、６３ 端子

Claims (5)

1. 配列された複数の発熱体と、熱の放射方向に開口を有し前記複数の発熱体を覆って該発熱体からの放射熱を前記開口に向けて反射する反射体とを備え、
   前記複数の発熱体が、上下２段にかつ千鳥状に配設されたものであって、前記反射体側の発熱体の温度は、前記開口側の発熱体の温度よりも低く設定されていることを特徴とするヒータ装置。
2. シート状物を搬送しながら該シート状物を該シート状物の搬送方向に延伸する延伸装置において、
   配列された複数の発熱体と、熱の放射方向に開口を有し前記複数の発熱体を覆って該発熱体からの放射熱を前記開口に向けて反射する反射体とを備え、前記複数の発熱体が、上下２段にかつ千鳥状に配設されたものであって、前記反射体側の発熱体の温度は、前記開口側の発熱体の温度よりも低く設定されているヒータ装置を備え、
   該ヒータ装置が、延伸中のシート状物に前記開口が面する位置に配設されてなることを特徴とする延伸装置。
3. 前記複数の発熱体を、シート状物の搬送方向における上流側と下流側とに分割してそれぞれ独立に温度を制御する温度制御部を備えたことを特徴とする請求項２記載の延伸装置。
4. 前記ヒータ装置が、延伸中のシート状物を上下から挟むように該シート状物の上下それぞれに配設されてなることを特徴とする請求項２記載の延伸装置。
5. 前記ヒータ装置に備えられた前記複数の発熱体は、それぞれ所定の支持具により支持されたものであって、前記複数の発熱体を支持する支持具が、前記シート状物の搬送方向に対し斜めに配列されていることを特徴とする請求項２記載の延伸装置。

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