JP4703966B2 - 熱処理炉への基材搬入方法及び熱処理炉 - Google Patents

Description

この発明は、熱処理炉への基材搬入方法及び熱処理炉に関する。

従来から、シート状の基材を熱処理炉の加熱室内に搬入し、前記基材の表面に形成された熱硬化性の塗料の塗布層に対して熱処理を施す際には、加熱室内において基材を例えば複数のガイドロールに巻回し、該基材が蛇行した搬送軌跡を描くようにしてこれを搬送するように構成されることが多い（例えば、特許文献１参照。）。これは、熱処理炉を長大にすることなく基材の熱処理時間を確保するためである。
特開平８−２６７５６７号公報（第１図）

しかしながら、上述のような構成において、熱処理炉への基材搬入時における雰囲気温度ギャップによる基材のシワの発生を抑制するべく、基材を速やかにガイドロールに巻回しこれを引き伸ばすようにして搬送しているにも関わらず、該基材にシワが発生してしまうことがある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、熱処理炉内外の雰囲気温度ギャップ、及び基材とガイドロールとの温度ギャップによる基材のシワの発生を抑制できる熱処理炉への基材搬入方法及び熱処理炉を提供する。

上記課題の解決手段として、上記シワの発生原因について本願発明者が検討を行ったところ、加熱室内おいて熱せられたガイドロールに基材の前記塗布層が形成された面と反対側の面が接触すると、基材がガイドロールに対して吸着し滑り難くなることが大きな要因の一つであることが分かった。一方、ガイドロールに乾燥済みの塗布層が接触した場合には、基材がガイドロールに対して比較的滑り易くなることも分かった。

すなわち本発明は、シート状の基材を熱処理炉の加熱室内に搬入し、該基材を前記加熱室内に設けられた少なくとも一つのガイドロールに巻回させるようにして搬送しつつ、前記基材の表面に形成された塗布層への熱処理を施す際の熱処理炉への基材搬入方法において、前記加熱室内における基材搬入部直近に設けられた第一のガイドロールに、前記基材を、前記塗布層が前記第一のガイドロールに接触するように最初に巻回させると共に、前記第一のガイドロールが、コーンケーブロールとされることを特徴とする。

この構成によれば、加熱室内に搬入された基材が基材搬入部直近の第一のガイドロールに速やかに巻回されることで、熱処理炉内外の雰囲気温度ギャップによる基材のシワの発生が抑制されると共に、比較的滑りやすい塗布層を接触させるようにして基材がガイドロールに巻回されることで、基材がガイドロールの基材接触面に良好に馴染んで基材とガイドロールとの温度ギャップによる基材のシワの発生が抑制される。なお、第一のガイドロールに接触することで基材の温度が十分上昇することから、以降のガイドロールとの接触時にはその温度ギャップによる基材の吸着が抑制される。

このとき、前記第一のガイドロールが、凹状の基材接触面を有するコーンケーブロールとされる構成であれば、凹状の基材接触面が基材をシワなく伸ばすというステアリング効果を良好に発揮させることが可能である。

ここで、上記構成を有する熱処理炉は、加熱室内に搬入されたシート状の基材を、前記加熱室内に設けられた少なくとも一つのガイドロールに巻回させるようにして搬送しつつ、前記基材の表面に形成された塗布層への熱処理を施すものであって、前記加熱室内における基材搬入部直近に設けられると共に前記基材が最初に巻回される第一のガイドロールが、凹状の基材接触面を有するコーンケーブロールとされるものであるといえる。

しかも、前記第一のガイドロールに前記基材を下方から押し付けるようにして巻回させる構成であれば、第一のガイドロールを含む各ガイドロールが比較的長尺の部材でかつ両端支持されるものであっても、このような第一のガイドロールの自重撓みが、基材が下方から押し付けられるようにして巻回されることで抑えられるため、該第一のガイドロールのステアリング効果を良好に発揮させることができる。

本発明によれば、熱処理炉内外の雰囲気温度ギャップ、及び基材とガイドロールとの温度ギャップによる基材のシワの発生を抑制できるため、製品不良の発生を低減させて歩留りを向上させることができる。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１は、この実施例における塗工機１の概略側面図であり、本図に示すように、塗工機１は、アンワインダ２にロール巻きされた例えばセルロース系樹脂、オレフィン系樹脂、ノルボルネン系樹脂等の材料からなるシート状の基材３を複数の搬送ロール４等を用いて巻き出し、これを連続的に搬送しつつその表面に塗工処理を行った後に、この基材３をワインダ５で再度巻き取るように構成される。なお、図１を含む各図における矢印Ｆは、基材３の搬送方向（基材幅方向と略直交する方向）を示している。

基材３への塗工処理は、該基材３の表面にアプリケータロール６等により塗料等の所望の塗工液（以下、単に塗料という）の塗布を行う塗布工程と、基材３に塗布された塗料を乾燥装置８により乾燥させる乾燥工程と、塗料乾燥後に該塗料をキュア炉（熱処理炉）１０により熱硬化させる加熱工程とを経てなるものである。ここで、基材３に塗布される塗料は、例えばアクリル系、エポキシ系、シラン系等の熱硬化性塗料である。塗工処理が施された基材３は、適宜検反が行われた後にワインダ５に巻き取られて製品化される。

アプリケータロール６と隣接する部位には、該アプリケータロール６に対して近接離反可能なメータリングロール７が設けられ、これらアプリケータロール６とメータリングロール７との協働により、アプリケータロール６の表面に所定の厚さで付着した塗料が基材表面（下面）に転移される、つまり基材表面に所定の厚さを有する塗料の塗布層が形成される。
塗料が塗布された基材３は、その搬送経路が上方に向かって折り返されるように変化することで、塗布層が形成された基材表面が仰向いた状態となり、この状態で基材３が乾燥装置８内に搬送される。乾燥装置８内には適宜熱風が供給され、この熱風により基材３の塗布層が乾燥される。

塗布層が乾燥された後、基材３はキュア炉１０の加熱室１１内に搬入されて該加熱室１１内を通過しつつ、前記塗布層への所定の高温下での熱処理が施される。加熱室１１の内部空間は、その上部パート１２と下部パート１３とに区画されており（図２参照）、その上部パート１２の図中左側より基材３が加熱室１１内に搬入される。上部パート１２を通過した基材３は、下部パート１３を通過した後に、該下部パート１３の図中右側より加熱室１１外に搬出される。

加熱室１１内には、各パート１２，１３毎に基材３の幅方向に延設された上段側ガイドロール（ガイドロール）１４及び下段側ガイドロール（ガイドロール）１５がそれぞれ略水平方向に沿って複数配列されており、これら各ガイドロール１４，１５に基材３が巻回されるようにして、該基材３が各パート１２，１３において略上下方向に沿って往復するように蛇行した搬送軌跡を描きつつ搬送される。これは、キュア炉１０を長大にすることなく前記塗布層への熱処理時間を確保するためである。

図２に示すように、キュア炉１０の加熱室１１における上部パート１２及び下部パート１３は、その雰囲気温度が（約１００〜１５０℃）に保たれている。ここで、加熱室１１内の空気は各パート毎に不図示の吸気及び排気ダクトにより順次換気されており、各領域に対応した雰囲気温度の維持、及び基材３及び塗料からの揮発物質の除去がなされて良好な加熱空気が作り出されている。なお、以下の説明において、基材搬送方向上流側を単に上流側、基材搬送方向下流側を単に下流側ということがある。

各パート１２，１３毎に設けられる上段側ガイドロール１４及び下段側ガイドロール１５は、各パート毎に例えば八つ又は九つずつ、上段側と下段側とで千鳥状となるように配列される。このような各ガイドロール１４，１５に基材３を適宜巻回させることで、該基材３の搬送経路を所望のものに設定可能である。

このように、各パート毎に基材３の搬送経路を設定することで、基材３の通過時間、すなわち熱処理時間を調節でき、基材３及び塗料に最適な熱処理を行うことが可能となっている。

キュア炉１０における図中左側壁には、加熱室１１内への基材搬入部１７が設けられる。この基材搬入部１７は基材幅方向に長いスリット状の開口１７ａを有し、該開口１７ａから基材３を搬入可能としている。基材搬入部１７は、上部パート１２における上段側ガイドロール１４と略同一高さとなる位置に設けられ、該基材搬入部１７から加熱室１１内に搬入された基材３は、上段側ガイドロール１４の基材搬入部１７直近に設けられた第一の上段側ガイドロール１４Ａ（第一のガイドロール）に最初に巻回された後、所定の搬送軌跡を描くように各ガイドロール１４，１５に順次巻回される。

一方、キュア炉１０における図中右側壁には、加熱室１１内からの基材搬出部１８が設けられる。この基材搬出部１８も、基材搬入部１７と同様に基材幅方向に長いスリット状の開口１８ａを有し、該開口１８ａから基材３を搬出可能としている。基材搬出部１８は、下部パート１３における下段側ガイドロール１５と略同一高さとなる位置に設けられ、該基材搬出部１８直近に設けられた最終の下段側ガイドロール１５Ｚに巻回された後に、基材３が加熱室１１外に搬出されるようになっている。

基材搬入部１７から加熱室１１内に搬入された基材３は、前記第一の上段側ガイドロール１４Ａに下方から押し付けられるようにして巻回され、その後、これに隣接する第二の上段側ガイドロール１４Ｂに上方から押し付けられるように巻回された後に下方に移動して下段側ガイドロール１５に巻回される。これ以降は、基材３が上段側ガイドロール１４と下段側ガイドロール１５とに交互に巻回されることで、前述の如く略上下方向に沿って往復するように蛇行した搬送軌跡を描きつつ搬送される。

ここで、本実施例においては、基材３が塗布層が形成された面が仰向いた状態で、つまり塗布層が形成された面を上面として基材搬入部１７から加熱室１１内に搬入されることから、第一の上段側ガイドロール１４Ａに下方から押し付けられるように巻回される基材３は、第一の上段側ガイドロール１４Ａの基材接触面（外周面）に塗布層を接触させるようにして巻回されるといえる。

またここで、図３に示すように、第一の上段側ガイドロール１４Ａは、その両側に対して中央側に位置するほど径方向内側に向かって緩やかに窪むように形成された凹状の基材接触面を有する所謂コーンケーブロールとされるものである。すなわち、第一の上段側ガイドロール１４Ａは、自身の軸線Ｃ方向で基材３を引き伸ばしつつこれを搬送するというステアリング効果を発揮するものである。なお、第一の上段側ガイドロール１４Ａを除く他の各ガイドロール１４，１５は、本実施例においては、軸線に沿って同一断面で延びることで直線状の基材接触面を形成するストレートロールとされる。

ところで、図２に示すように、基材搬入部１７及び基材搬出部１８には、その加熱室１１外側の部位に一対の吸引ダクト２１を配してなる吸引装置２０がそれぞれ設けられる。以下、図２を参照して基材搬入部１７に設けられる吸引装置２０を代表として説明すると、各吸引ダクト２１は、基材搬入部１７近傍においてこれを通過する基材３をその上下面側から挟み込むようにして配されている。このような吸引ダクト２１は、基材搬入部１７におけるスリット状の開口１７ａの全長に渡るように設けられるものであり、加熱室１１内外の温度差により該加熱室１１内からその外部に吹き出そうとする加熱空気を吸引可能となっている。

ここで、基材３の下面側に配される吸引ダクト２１の内部には、前記加熱空気に含まれる前記基材３及び塗布層からの揮発成分を捕捉可能なトラップ２２が設けられる。このトラップ２２は例えば金属製のパンチングメッシュプレート（多孔プレート）からなるもので、吸引される加熱空気を通過させることで該空気に含まれる基材３及び塗料からの揮発物質を付着させる、つまり捕捉するものである。なお、基材搬出部１８に設けられる吸引装置２０も同様の構成を有することからその説明は省略する。

以上説明してきたように、上記実施例におけるキュア炉１０への搬送方法は、シート状の基材３をキュア炉１０の加熱室１１内に搬入し、該基材３を加熱室１１内に設けられた各ガイドロール１４，１５に巻回させるようにして搬送しつつ、基材３の表面に形成された塗布層への熱処理を施す際の方法であって、加熱室１１内における基材搬入部１７直近に設けられた第一の上段側ガイドロール１４Ａに基材３を最初に巻回させると共に、前記塗布層を第一の上段側ガイドロール１４Ａに接触させるものである。

この構成によれば、加熱室１１内に搬入された基材３が基材搬入部１７直近の第一の上段側ガイドロール１４Ａに速やかに巻回されることで、キュア炉１０内外の雰囲気温度ギャップによる基材３のシワの発生が抑制されると共に、比較的滑りやすい塗布層を接触させるようにして基材３が第一の上段側ガイドロール１４Ａに巻回されることで、基材３が第一の上段側ガイドロール１４Ａの基材接触面に良好に馴染んで基材３とガイドロールとの温度ギャップによる基材３のシワの発生が抑制される。なお、第一の上段側ガイドロール１４Ａに接触することで基材３の温度が十分上昇することから、以降の各ガイドロール１４，１５との接触時にはその温度ギャップによる基材３の吸着が抑制される。

すなわち、キュア炉１０内外の雰囲気温度ギャップ、及び基材３と第一の上段側ガイドロール１４Ａとの温度ギャップによる基材３のシワの発生を抑制できるため、製品不良を低減させて歩留りを向上させることができるという効果がある。

このとき、第一の上段側ガイドロール１４Ａが、凹状の基材接触面を有するコーンケーブロールとされる構成であることから、凹状の基材接触面が基材３をシワなく伸ばすというステアリング効果を良好に発揮させることが可能である。

ここで、上記構成を有するキュア炉１０は、加熱室１１内に搬入されたシート状の基材３を、加熱室１１内に設けられた各ガイドロール１４，１５に巻回させるようにして搬送しつつ、基材３の表面に形成された塗布層への熱処理を施すものであって、加熱室１１内における基材搬入部１７直近に設けられると共に基材３が最初に巻回される第一の上段側ガイドロール１４Ａが、凹状の基材接触面を有するコーンケーブロールとされるものであるといえる。

しかも、第一の上段側ガイドロール１４Ａに基材３を下方から押し付けるようにして巻回させる構成であれば、第一の上段側ガイドロール１４Ａを含む各ガイドロール１４，１５が比較的長尺の部材でかつ両端支持されるものであっても、このような第一の上段側ガイドロール１４Ａの自重撓みが、基材３が下方から押し付けられるようにして巻回されることで抑えられるため、該第一の上段側ガイドロール１４Ａのステアリング効果を良好に発揮させることができる。

なお、本発明は上記実施例に限られるものではなく、例えば、キュア炉１０は、二階建て構造あるいは三階建て以上の構造であってもよい。また、各パート毎に例えば隔壁を設けて、それぞれ温度条件を設定して熱処理条件をコントロールするようにしてもよく、パートの数も三つ以上設けてもよい。
さらに、第一の上段側ガイドロール１４Ａが両端支持ではなく、その全長に渡ってあるいは中央部分が支持される構成であれば、これに基材３を上方から押し付けるように巻回させてもよい。
さらにまた、第一の上段側ガイドロール１４Ａ以降の各ガイドロール１４，１５も同様にコーンケーブロールとすればより良いことはもちろんであるが、コーンケーブロールに対してストレートロールは比較的低コストであることから、第一の上段側ガイドロール１４Ａのみをコーンケーブロールとすることで設備コストを抑えることができる。
ここで、基材搬入部１７が下段側ガイドロール１５と略同一高さとなる位置に設けられ、該基材搬入部１７直近に設けられた第一の下段側ガイドロール１５に基材３が最初に巻回される構成であれば、該第一の下段側ガイドロール１５がコーンケーブロールとされることとなる。
そして、上記実施例ではキュア炉として説明したがこれに限定されるものではなく、各種の熱処理炉とすることができるのはもちろんのこと、上記実施例における構成は一例であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。

本発明の実施例における塗工機の概略側面図である。 上記塗工機のキュア炉を示す側面図である。 第一の上段側ガイドロールの正面図である。

符号の説明

３ 基材
１０ キュア炉（熱処理炉）
１１ 加熱室
１４ 上段側ガイドロール（ガイドロール）
１４Ａ 第一の上段側ガイドロール（第一のガイドロール）
１５ 下段側ガイドロール（ガイドロール）
１７ 基材搬入部

Claims (3)

1. シート状の基材を熱処理炉の加熱室内に搬入し、該基材を前記加熱室内に設けられた少なくとも一つのガイドロールに巻回させるようにして搬送しつつ、前記基材の表面に形成された塗布層への熱処理を施す際の熱処理炉への基材搬入方法において、
   前記加熱室内における基材搬入部直近に設けられた第一のガイドロールに、前記基材を、前記塗布層が前記第一のガイドロールに接触するように最初に巻回させると共に、
   前記第一のガイドロールが、コーンケーブロールとされることを特徴とする熱処理炉への基材搬入方法。
2. 前記第一のガイドロールに前記基材を下方から押し付けるようにして巻回させることを特徴とする請求項１に記載の熱処理炉への基材搬入方法。
3. 加熱室内に搬入されたシート状の基材を、前記加熱室内に設けられた少なくとも一つのガイドロールに巻回させるようにして搬送しつつ、前記基材の表面に形成された塗布層への熱処理を施す熱処理炉において、
   前記加熱室内における基材搬入部直近に設けられて前記基材が最初に巻回される第一のガイドロールが、コーンケーブロールとされると共に、前記基材が、前記第一のガイドロールに前記塗布層を接触させるように巻回されることを特徴とする熱処理炉。

Images