JPH03236914A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明（上　走行中の被加熱物を所定の区間℃連続的に
所望の温度に加熱保持する加熱装置に関するものである
。

従来の技術 近ホ　広幅長尺の高分子フィルムへ薄膜を形成した　コ
ンデンサや磁気記録テープ、透明導電性シート等の素材
となる機能性フィルムや装飾用フィルムの需要バ　年々
増加している。

先の機能性フィルムや装飾用のフィルムを作製する際に
は　フィルム上の薄膜の特性向上あるいは乾燥のため東
　フィルムを延伸するために　フィルムを連続的に所望
の温度まで加熱し保持する熱処理工程が必要である。

これに（よ　所望の温度Ｔ１とした熱風炉の中にフィル
ムを通過させ熱風からの熱伝達によりフィルムを加熱す
る方法がある。この場合、フィルムは熱風炉と同じ温度
Ｔｌまでしか上がらないので、熱風の温度を管理する事
でフィルムの温度制御を容易にできる。しかＬ　２５０
度以上の高温にする場合に（よ　熱風の発生　循塊　ダ
ストの除去等が難しく、それ以上の加熱には用いること
が困難であっｔも それに対し　電磁エネルギーによる非接触加熱方法を用
いると、高い温度まで容易にフィルムを加熱できる。こ
れには　被加熱物の赤外線等の吸収を利用した輻射加熱
方法がある。他に　被加熱物が導電体あるいは磁性体の
場合には　各々の渦電流損失やヒステリシス損失を利用
した誘導加熱力１五　また誘電体の場合に（よ　誘電損
失を利用した誘電加熱方法等がある。その中で例えば　
赤外線を用いた輻射加熱方法でζよ　赤外線を発生させ
た赤外線加熱炉の中に　フィルムを通過させ加熱してい
る。

発明が解決しようとする課題 しかし　例えば上記の赤外線等の輻射による加熱方法衣
　長尺フィルム等の被加熱物を加熱する場合に（よ　そ
の輻射エネルギーを発生させる例えば赤外線ヒータの表
面の酸化やゴミ等による汚染によりその表面の放射率が
変化し　印加電力が同一でもその表面から発せられる赤
外線エネルギーが変化する。またフィルムにも赤外線吸
収率のばらつきがあるた数　ヒータから発せられるエネ
ルギーが一定でｋ　フィルムに吸収されるエネルギーが
変化すも　即ち変換効率（印加電力のう板フィルム１に
吸収されるエネルギーの割合）が経時的に変化すること
となる。その結巣　赤外線炉の中を走行中の長尺フィル
ムの温度戟　経時的に変化するたム　長期に渡り連続的
に一定の温度で処理することが難しいという問題があっ
た　また他の加熱方法においてＬ　同様の理由により、
経時的にその変換効率が変化するたべ　同様の問題を生
じていｔも そこで、本発明は上記の点に鑑次　走行中の被加熱物を
、所定の区間で長期に渡って連続的に安定して、所望の
温度に加熱保持できる加熱装置を、提供するものである
。

課題を解決するための手段 本発明（よ　上記目的を達成するために　被加熱物を走
行させる走行手段と、走行中の前記被加熱物を所望の温
度Ｔ１まで昇温する昇温区間に設けられた第１非接触加
熱手段と、前記昇温区間の下流にあり前記被加熱物を温
度Ｔ１に保持する温度保持区間に設けられた　第２非接
触加熱手段と、少なくとも前記温度保持区間の入口及び
出口の２箇所での被加熱物の温度を測定する第１及び第
２放射温度測定手段と、前記第１放射温度測定手段から
の信号に基づいて前記第１非接触加熱手段を制御する第
１温度制御手段と、前記第２放射温度測定手段からの信
号に基づいて前記第２非接触加熱手段を制御する第２温
度制御手段を、有するものである。

作用 本発明によれば　第１、第２温放射温度測定手段により
測定された走行中の被加熱物α　少なくとも前記温度保
持区間の入口及び出口での温度力丈所望の温度Ｔ１とな
るよう第１．第２非接触加熱手段を、各々第１、第２温
度制御手段により制御することで、従来非接触の加熱方
法で難しかった被加熱物の温度制御を、長期に渡って連
続的に精度良く安定して行うことができる。

実施例 本発明の加熱装置を、加熱手段として輻射エネルギーを
放出する赤外線ヒータを用いて、長尺フィルムを加熱す
る場合を一実施例として、第１＠第２図を用いて説明す
る。

第１図（ａ）ｌｉ　　本実施例における装置の概略構成
図である。

１が高分子フィルへ　２及び６がフィルム１の供給ロー
ルと巻き取りロー／に２１が第１非接触加熱手段である
第１加熱ランプ、　２３が第２非接触加熱手段である第
２加熱ランプ、　２５、２６が各々第１篤　第２温度制
御装置、２２と２４が第１、第２放射温度社　３２と３
４がエネルギー遮蔽用の筒状の遮蔽筑３５、３６がつば
部である。

上記の構成で、走行中の広幅の長尺フィルムを、室温Ｒ
Ｔから所望の温度Ｔ１に加熱保持し処理する場合を例に
とり説明する。

ま衣　供給ロール２より張力を与えられながら、矢印１
６の方向に巻き出された広幅の長尺フィルム１（よ　フ
リーローラ１０により昇温区間に導入される。そこでフ
ィルム１（よ　昇温区間に設置された第１加熱ランプ２
１から発せられる輻射エネルギーにより加熱され所望の
温度Ｔ１まで昇温さ和、次の温度保持区間に入る。そし
て、そこに設置された第２加熱ランプ２３により加熱さ
れ　その設定された保持温度Ｔ　Ｉに保持されて矢印１
６の方向に走行し　次段のフリーローラ１１を経て、巻
き取り軸６に巻き取られる。温度保持区間の人口と出口
に（よ　フィルムｌの温度をそれからの輻射エネルギー
により検知する第１放射温度計と第２放射温度計力丈　
各々の位置に設けられている。

そして、第１放射温度計で測定された温度が温度Ｔ１と
なるよう、第１加熱ランプ２１の出力を第１温度制御装
置２５で制御し　同様に第２放射温度計で測定された温
度がＴＩとなるよう、第２加熱ランプ２３を制御する第
２温度制御装置２６カ丈設けられている。また　両区間
（よ　外部への放熱あるいは周囲からの輻射エネルギー
等の影響を防止するた吹　隔離壁４５ａ１４５ｂに囲ま
れている。酢　図示してない力丈　必要に応じて、昇温
区肌　温度保持区間の両区間で、フィルム１にたるみか
生じないように　フィルム１の幅方向の両端部即ち耳部
を保持し　幅方向に引っ張りながら走行させてもよい。

上記実施例の第１、第２放射温度計（よ　レンズ３１、
３３を有しており、それによりフィルムｌの所定の測定
部分からの放射エネルギーを、図示しない力交　温度計
内部に設けＣあるセンサーに集光しでいる。ここで（よ
　測定部分以外から温度計内部へ入射するエネルギー　
（例え（よ　各加熱ランプ２１、２３から出て、フィル
ム１で反射するエネルギー）により生じる測定誤差を抑
えるためにその入射エネルギーを遮蔽するテーパ状の遮
蔽筒３２、３４により、フィルム１とレンズ３１、３３
までの間の空間を各々囲んでいる。さらに　それらの反
射エネルギーを低減するために　この遮蔽筒３２、３４
に（よ　フィルム■側の開口部にフィルム１とわずかの
隙間を保ちフィルム１を覆うつば部３５、３６が設けら
れている。フィルム■の走行速度が遅い場合、フィルム
１敷　つば部３５、３６により覆われた部分に（よ　前
記加熱ランプ２１、２３からのエネルギーが照射されな
いので、その部分の温度が低下する。これを防止するた
めに　つば部に（よ　つば部３５、３６の温度を略Ｔ１
にするようヒータ３７、３８が埋め込まれている。前記
つば部３５、３６の赤外線吸収率が非加熱物のそれより
も高く、つば部３５、３６の方が高温になる場合に（よ
　つば部３５、３６の温度が略Ｔ１となるように冷却し
てもよ鶏　同様に遮蔽筒３２、３４が加熱されて、その
内面より放射されるエネルギーが温度計に入射し誤差を
生じさせる場合に（よ　その放射エネルギーを小さくす
るたへ　遮蔽筒３２、３５の温度がフィルム１の温度よ
り十分低くなるように冷却してもよ鶏　さらに　遮蔽筒
３２、３４の内面及びつば部３５．３６のフィルム１と
対向する面で、周囲からのエネルギーが反射あるいは透
過して、温度計に入射し測定誤差となるのを防ぐために
　それらの面を、反射率及び透過率の低い即ち吸収率の
高い表面（ここで（よ　黒色の表面処理を施している。

）としている。また　放射温度計が検知するエネルギー
の波長に　フィルム１を透過しない波長を用いると、フ
ィルム１下方からの透過エネルギーによる影響をなくす
ことができる。醜　遮蔽筒３２、３４は　各加熱ランプ
２１．２３から照射される熱がフィルムｌの幅方向に同
様に当たり幅方向の温９− ０− 度分布を均一とするた吹　幅方向にフィルムｌの一部分
のみを覆うことなく全幅にわたって覆うよう設けられて
いる。同様に　各加熱ランプ２１．２３（よ　フィルム
ｌの幅方向の温度を均一にするため幅方向に十分な長さ
を持っている。

第２図に　各区間でのフィルム１の温度状態を示す。縦
軸にフィルム温度を取り、横軸に右から左にフィルム１
の走行位置を示していも　図に示すように　フィルムｌ
は昇温区間で室温ＲＴから温度Ｔ１まで昇温され　温度
保持区間でその温度Ｔ１に保持され　温度保持区間を出
た後、徐々に冷却され　図中のＣ位置の隔壁４５ｂを出
ると、温度ＲＴまですみやかに降下する。

従って、温度保持区間で（よ　フィルム１が走行しなが
ら周囲に奪われる熱量だけを長手方向に均一に順次加熱
ランプ球２３ａ、　　ｂ、　　ｃにより与えその温度保
持区間の少なくとも人口と出口の２箇所での測定温度を
同じとすれば　その温度保持区間でフィルム１を所望の
温度Ｔ１に保持することができも １ 献　フィルムｌの走行速度が遅くフィルムＩＱ遮蔽筒３
２、３３及びそのつば部３５、３６で覆われた部分の温
度低下が大きく、上記つば部３５．３６の温度を調節し
てもカバーできない場合にζ戴第１図（ｂ）に示すよう
に　内部の温度調節手段４２により温度ＴＩに保たれた
温度調整補助板４１をその覆われた部分の下側に設けて
も良へ　または　下方から加熱ランプにより加熱しても
よ賎砥　放射温度計が検知するエネルギーの波長にフィ
ルム１を透過する波長を用いた場合に（よ　下方からフ
ィルム１を透過してくるエネルギーによる測定誤差を少
なくするたべ　第１図（ｂ）の温度調整補助板４１等に
より下方からのエネルギーを遮蔽すると共に　その温度
をフィルムｌの温度より十分低くするとよ（を 醜　走行速度が十分速く、つば部３５、３６により覆わ
れることによる温度低下がほとんど無い場合には　ヒー
タ３７、３８、温度調整補助板４１は必要ではな賎 酢　上記の例で？よ　第１、第２加熱手段として、２− 各加熱ランプ２１、２３を用いた力交　他の加熱方法　
輻射加熱　誘導加詠　誘電加熱方法等のいずれか、　あ
るいはそれらを併用した方法でもよしちまた　熱風をフ
ィルムに当てる熱伝達による方法等を併用してもよ賎 薙　昇温区阻　温度保持区間の長さや被加熱物の種類及
び設定温度Ｔｌが変更される場合に（上客加熱ランプ２
１、２３に取り付けられる加熱ランプ球２１ａ、２１ｂ
及び２３　ａ、　　２３　ｂ、　　２３Ｃの数や取り付
は形態（上　上記のものに限定されるものではなし１ 酢　実施例では　フィルムｌを第１図（’　ａ　）に示
すように上からのみ加熱するよう各区間の加熱ランプ２
１、２３を設けた力ｔ　下からのみあるいは上下に設け
た形態でもよく、さらにはフィルムｌを均一に加熱でき
る形態で有れば　これらの構成に限るものではなＬ℃ 雌　温度調節手段番上　　被測定物からの放射エネルギ
ーを測定できるものであれば　サーモパイノにサーミス
タ・ボロメー久　焦電型素子等の素子自体の温度変化を
利用゛したもの東　光電素子等Ｑエネルギーを光量子と
して吸収しその電気型導度の変化を利用したもα　ある
いは蛍光体の性質を利用した蛍光温度計でもよい。

醜　長さの長い温度保持区間が必要となる場合に（よ　
前記同様の温度保持区間（即ち上記例におけ次　第２放
射温度託　第２加熱ランプ、第２温度制御装置をを設け
た区間〉を複数連結して一連の連続した温度保持区間と
し　連結された複数の各温度保持区間でそれぞれ温度測
定をし温度制御をすることにより、温度制御精度を上げ
ることができる。

酢　上記例では　被加熱物を長尺フィルムとした爪　ガ
ラス基板のような不連続体においても同様の温度制御が
できる。この場合に（よ　図示しない力交　近接センサ
等により放射温度計の下に基板が来たことを検出して、
そのときの放射温度計からの信号を温度制御装置にとり
こ次　温度制御するとよ１１も 酢　フィルム１を、室温ＲＴからＴ１、さらに３− ４− Ｔ２．　　Ｔ３．　　・・、Ｔｎの温度に連続して加熱
処理する場合に１上　上記実施例の昇温区間と温度保持
区間を、各々の温度領域に対応して設けるとよい。

発明の効果 本発明によれば　第１、第２温放射温度測定手段により
測定された走行中の被加熱物の、少なくとも前記温度保
持区間の入口及び出口での温度力文所望の温度Ｔｌとな
るよう第１、第２非接触加熱手段を、第１、第２温度制
御手段により制御することで、フィルムの温度制御精度
が向上でき、被加熱物の加熱処理を長期にわたり連続的
に安定して行なうことが可能となり、被加熱物の品質及
び歩留りの著しい向」二を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）ｌｉ　　本発明の実施例における概略構成
は　第１図（ｂ）（よ　実施例の補足説明阻第２図は実
施例における保持温度の変動図である。 １・・・フィルム２１、２３・・・第１、第２加熱ラン
プ、　２２．２４・・・第１、第２放射温度訓ξ　２５
、２ 置、　　３１、　３３　・ 遮蔽箆　３５、３ ・　ヒータ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）被加熱物を走行させる走行手段と、走行中の前記
   被加熱物を所望の温度Ｔ１まで昇温する昇温区間に設け
   られた第１非接触加熱手段と、前記昇温区間の下流にあ
   り前記被加熱物を温度Ｔ１に保持する温度保持区間に設
   けられた、第２非接触加熱手段と、少なくとも前記温度
   保持区間の入口及び出口の２箇所での被加熱物の温度を
   測定する第１及び第２放射温度測定手段と、前記第１放
   射温度測定手段からの信号に基づいて前記第１非接触加
   熱手段を制御する第１温度制御手段と、前記第２放射温
   度測定手段からの信号に基づいて前記第２非接触加熱手
   段を制御する第２温度制御手段を有することを特徴とす
   る加熱装置。
2. （２）加熱手段を、輻射加熱装置、誘導加熱装置、誘電
   加熱装置のいずれか、あるいはそれらの組合せとしてな
   る請求項１記載の加熱装置。
3. （３）放射温度測定手段を、放射温度計と、前記放射温
   度計と被加熱物の間の空間を囲み前記被加熱物以外から
   前記温度計へ入射するエネルギーを遮蔽する筒状部材と
   、前記筒状部材の被加熱物側の開口部に設けたつば状部
   材と、少なくとも前記つば状部材を前記被加熱物の温度
   と略等しい温度に調整する手段とから構成したことを特
   徴とする請求項１記載の加熱装置。
4. （４）筒状部材の内面と、つば状部材の被加熱物と対向
   する面を、輻射エネルギーの吸収率の高い表面としたこ
   とを特徴とする請求項３記載の加熱装置。