JP2021032437A

JP2021032437A - 熱処理装置

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Publication number: JP2021032437A
Application number: JP2019150656A
Authority: JP
Inventors: 行良中村; Yukiyoshi Nakamura; 学久保井; Manabu Kuboi
Original assignee: Hirano Tecseed Co Ltd; Hirano Steel Recycle Co
Current assignee: Hirano Tecseed Co Ltd; Hirano Steel Recycle Co
Priority date: 2019-08-20
Filing date: 2019-08-20
Publication date: 2021-03-01
Anticipated expiration: 2039-08-20
Also published as: JP7342314B2

Abstract

【課題】ウエブの幅方向の加熱むらを小さくできる熱処理装置を提供する。【解決手段】熱処理室１２内を前後方向に走行するウエブＷの搬送路に沿って所定間隔毎に配され、ウエブＷを加熱するヒータ群４０とを有し、ヒータ群４０は、ウエブＷの左右両側部に対応する部分に配された左右ヒータ４２，４４と、左右ヒータ４２，４４との間に配され、かつ、ウエブＷの中央部に対応する部分に配された中央ヒータ４６を有し、中央ヒータ４６がウエブＷの幅方向に対し傾斜している。【選択図】図２

Description

本発明は、ウエブの熱処理装置に関するものである。

フィルム、金属箔、布帛、紙などの長尺状のウエブは、塗工液などが塗工された後に熱処理室内部に搬入し、加熱している。

特開２０１１−１０６７７２号公報

上記のような熱処理装置において、ウエブの幅方向に関しては均一に加熱し、幅方向にむらが発生しないようにする必要がある。

しかし、ウエブの幅方向に加熱むらがある場合に、その加熱むらを調整する手段がないという問題点があった。

そこで本発明は上記問題点に鑑み、ウエブの幅方向の加熱むらをなくすことができる熱処理装置を提供することを目的とする。

本発明は、熱処理室と、前記熱処理室内を前後方向に走行するウエブの搬送路に沿って所定間隔毎に配され、前記ウエブを加熱する複数のヒータ群と、を有し、それぞれの前記ヒータ群は、前記ウエブの左右両側部に対応する部分に配された左右一対の側部ヒータと、左右一対の前記側部ヒータの間に配され、かつ、前記ウエブの中央部に対応する部分に配された中央ヒータと、を有し、左右一対の前記側部ヒータ、又は前記中央ヒータの中の少なくとも１個が前記ウエブの幅方向に対し傾斜している、熱処理装置である。

本発明によれば、左右一対の側部ヒータと、中央ヒータによってそれぞれウエブの左右方向（幅方向）を加熱するため、幅方向の加熱むらをなくすことができる。

本発明の実施形態１を示す熱処理装置の側面図である。熱処理装置の横断面図であって、熱処理装置の上部を見た状態の図である。熱処理装置のブロック図である。実施形態２の熱処理装置の側面図である。実施形態３の熱処理装置の横断面図であって、熱処理装置の上部を見た状態の簡略化した図である。実施形態４の熱処理装置の横断面図であって、熱処理装置の上部を見た状態の簡略化した図である。実施形態５の熱処理装置の横断面図であって、熱処理装置の上部を見た状態の簡略化した図である。実施形態６の熱処理装置の横断面図であって、熱処理装置の上部を見た状態の簡略化した図である。

本発明の一実施形態の熱処理装置１０について図面を参照して説明する。

実施形態１

実施形態１の熱処理装置１０について図１〜図３を参照して説明する。実施形態の熱処理装置１０は、ウエブＷを前後方向に走行させつつ塗工された塗工液を加熱乾燥させるものである。ウエブＷとしては、金属箔、フィルム、布帛、紙などである。また、ウエブＷの上面に塗工液が塗工されているものとする。

（１）熱処理装置１０の構成
熱処理装置１０の構成について、図１と図２を参照して説明する。直方体の熱処理室１２は断熱構造を有し、前面にウエブＷの搬入口１４が左右方向に開口し、後面にウエブＷの搬出口１６が左右方向に開口している。

図１に示すように、熱処理室１２内部において、ウエブＷの搬送路の上方に沿って、すなわち前後方向に上ダクト１８が吊り下げられている。上ダクト１８の下面には、所定間隔毎に上ノズル２０が平行に取り付けられている。この上ノズル２０は直方体であって、ウエブＷの幅方向（左右方向）に沿って延び、上ノズル２０の下面にはスリット状の上吹き出し口２２が一対設けられている。

図１に示すように、熱処理室１２の天井面の後部には上ファン２４と上ヒータ２６とが設けられ、上ヒータ２６は、上ダクト１８の後部上面と上連結ダクト２７によって連結されている。上ファン２４によって取り込まれた空気は、上ヒータ２６で加熱され、上連結ダクト２７と上ダクト１８を通り、それぞれの上ノズル２０の上吹き出し口２２から熱風が下方に吹き出される。

図１に示すように、熱処理室１２内部において、ウエブＷの搬送路の下方に沿って、すなわち前後方向に下ダクト２８が設けられている。下ダクト２８の上面には、所定間隔毎に下ノズル３０が取り付けられている。この下ノズル３０は直方体であって、ウエブＷの幅方向（左右方向）に沿って延び、下ノズル３０の上面にはスリット状の下吹き出し口３２が一対設けられている。この下ノズル３０の設けられている位置は、隣接する上ノズル２０，２０との間であって、図１に示す側面から見た場合に千鳥状に配されている。

図１に示すように、熱処理室１２の底面の後部には下ファン３４と下ヒータ３６が設けられ、下ヒータ３６は、下ダクト２８の後部下面と下連結ダクト３７を介して連結されている。下ファン３４によって取り込まれた空気は、下ヒータ３６で加熱され、下連結ダクト３７と下ダクト２８を通り、それぞれの下ノズル３０の下吹き出し口３２から熱風が上方に吹き出される。

搬送路の下方であって、それぞれの下ノズル３０の間には、ロール３８がそれぞれ回転自在に設けられている。このロール３８は、搬送されるウエブＷを支持しつつ回転する。

図１と図２に示すように、隣接する上ノズル２０，２０の間にはそれぞれヒータ群４０が設けられている。これらヒータ群４０については後から詳しく説明する。

図１に示すように、熱処理室１２の側面上部には、熱風の排気口３９が設けられている。

図１と図２に示すように、熱処理室１２の搬出口１６付近の左右方向（幅方向）に沿って、温度センサ（右）４８Ｌ、温度センサ（中央）４８Ｃ、温度センサ（右）４８Ｒが設けられ、ウエブＷの上面の左右方向の温度分布を検出する。なお、温度センサ（右）４８Ｌ、温度センサ（中央）４８Ｃ、温度センサ（右）４８Ｒをまとめて温度センサ４８と呼ぶこともある。

（２）ヒータ群４０
次に、ヒータ群４０について図１と図２を参照して説明する。

ヒータ群４０は、ウエブＷの左右方向において、ウエブＷの左部分に配置される左ヒータ４２と、ウエブＷの右部分に配置される右ヒータ４４と、ウエブＷの中央部分には位置される中央ヒータ４６とから構成されている。左ヒータ４２、右ヒータ４４及び中央ヒータ４６は、電気ヒータでありそれぞれの発熱量を調整でき、３本とも円柱状であって同じ長さを有している。

この左ヒータ４２と右ヒータ４４は、隣接する上ノズル２０，２０の間の中央部分であって、搬送路と直交する方向、すなわちウエブＷの幅方向に沿って配置されている。中央ヒータ４６は、その中心部が左ヒータ４２と右ヒータ４４を結ぶ直線状に存在すると共に、ウエブＷの幅方向に対してθ１°傾斜している。但し、０°＜θ１°＜９０°である。また、左ヒータ４２の右端部と中央ヒータ４６の左端部は接触せず、前面から見て重ならないように配され、右ヒータ４４の左端部と中央ヒータ４６の右端部は、接触せず、前面から見て重ならないように配されている。

（３）熱処理装置１０の電気的構成
熱処理装置１０の電気的構成について図３のブロック図を参照して説明する。熱処理装置１０には、コンピュータよりなる制御部５０を有している。制御部５０には、上ファン２４、上ヒータ２６、下ファン３４、下ヒータ３６が接続されている。また、ヒータ群４０の全ての左ヒータ４２、全ての右ヒータ４４が接続され、全ての中央ヒータ４６が接続され、また、温度センサ４８が接続されている。

（４）熱処理装置１０の制御方法
熱処理装置１０の制御方法について説明する。

まず、図１に示すように、熱処理室１２内部に塗工液が塗工されたウエブＷを搬入し、複数のロール３８上を搬送し、加熱する。そして、上ノズル２０と下ノズル３０からそれぞれ熱風を吹き付け、さらに全てのヒータ群４０の左ヒータ４２、右ヒータ４４、中央ヒータ４６を加熱する。最初、制御部５０は、左ヒータ４２、右ヒータ４４、中央ヒータ４６を、全て同じ発熱量で発熱させる。通常熱風だけでは熱処理室１２内部は１００℃〜１５０℃であるが、全てのヒータ群４０を発熱させると３００℃〜４００℃に上がり、より高温の加熱を行うことができる。

次に、制御部５０は、温度センサ（右）４８Ｌ、温度センサ（中央）４８Ｃ、温度センサ（右）４８Ｒが検出しているウエブＷの左右方向の温度分布に基づいて、その温度分布が左右方向において均一になるように、左ヒータ４２、右ヒータ４４及び中央ヒータ４６の発熱量をそれぞれ上げたり、又は下げたりしてフィードバック制御する。例えば、ウエブＷの中央部分の温度が低い場合には、中央ヒータ４６の発熱量を左ヒータ４２と右ヒータ４４の発熱量より上げる。これにより、ウエブＷの中央部分の温度が上昇し、左右方向において均一となる。

それ以外に、ウエブＷの左部分の温度が低い場合には左ヒータ４２の発熱量を右ヒータ４４、中央ヒータ４６の発熱量よりも上げる。

（５）効果
本実施形態によれば、ウエブＷの左右方向の温度分布が均一でない場合には、温度の低い部分の左ヒータ４２、右ヒータ４４、又は中央ヒータ４６の温度を上げ、左右方向に均一な温度分布とすることができ、加熱むらを防止できる。

また、ウエブＷの幅方向に対しθ１°傾斜して中央ヒータ４６を設けているため、ウエブＷの中央部分の加熱を左右方向と前後方向に幅広く加熱することができ。

また、中央ヒータ４６の左右両端部が、左ヒータ４２の右端部と右ヒータ４４の左端部と接触せず、前面から見て重ならないように配されているため、ウエブＷを一部のみ強く加熱することがない。

実施形態２

次に、実施形態２の熱処理装置１０について図４を参照して説明する。実施形態１では、左ヒータ４２、右ヒータ４４及び中央ヒータ４６において、中央ヒータ４６の発熱量を増加させた。

しかし、ウエブＷの中央部分の加熱温度が、左右部分の加熱温度より低くなることが予め判明していれば、図４に示すように、中央ヒータ４６の高さｈ２のみ、左ヒータ４２、右ヒータ４４の高さｈ１よりも低くしてウエブＷに近づけ、ウエブＷの中央部分に当たる熱量を増加させる。

実施形態３

実施形態３について図５を参照して説明する。なお、図５では、上ノズル２０、左ヒータ４２、右ヒータ４４及び中央ヒータ４６の配置を簡略化して記載している。

実施形態１では、左ヒータ４２、右ヒータ４４及び中央ヒータ４６の中で、中央ヒータ４６のみを傾斜させ、左ヒータ４２、右ヒータ４４はウエブＷの幅方向と平行にした。

これに代えて、本実施形態では、左ヒータ４２、右ヒータ４４をウエブＷの幅方向に対してθ２°左右対称に傾斜させ、中央ヒータ４６をウエブＷの幅方向と平行に配している。但し、０°＜θ２°＜９０°である。

実施形態４

実施形態４について図６を参照して説明する。なお、図６では、上ノズル２０、左ヒータ４２、右ヒータ４４及び中央ヒータ４６の配置を簡略化して記載している。

本実施形態では、左ヒータ４２、右ヒータ４４をウエブＷの幅方向に対してθ２°平行に傾斜させ、中央ヒータ４６をウエブＷの幅方向と平行に配している。但し、０°＜θ２°＜９０°である。

本実施形態の変更例として、左ヒータ４２と右ヒータ４４の傾斜方向が左右反対でもよい。

実施形態５

実施形態５について図７を参照して説明する。なお、図７では、上ノズル２０、左ヒータ４２、右ヒータ４４及び中央ヒータ４６の配置を簡略化して記載している。

本実施形態では、左ヒータ４２をウエブＷの幅方向と平行に配し、中央ヒータ４６、右ヒータ４４をウエブＷの幅方向に対しθ１°傾斜させて配している。但し、０°＜θ１°＜９０°である。

本実施形態の変更例として、右ヒータ４４をウエブＷの幅方向と平行に配し、中央ヒータ４６、左ヒータ４２をウエブＷの幅方向に対しθ１°傾斜させて配してもよい。

また、本実施形態の変更例として、中央ヒータ４６と右ヒータ４４の傾斜方向が左右反対でもよい。

実施形態６

実施形態６について図８を参照して説明する。なお、図８では、上ノズル２０、左ヒータ４２、右ヒータ４４及び中央ヒータ４６の配置を簡略化して記載している。

本実施形態では、左ヒータ４２、中央ヒータ４６、右ヒータ４４をウエブＷの幅方向に対しθ３°傾斜させて配している。但し、０°＜θ３°＜９０°である。

本実施形態の変更例として、左ヒータ４２、中央ヒータ４６、右ヒータ４４の傾斜方向が左右反対でもよい。

変更例

次に、熱処理装置１０の変更例について説明する。

（１）変更例１
上記実施形態では、ウエブＷの幅方向（左右方向）において、左ヒータ４２、右ヒータ４４、中央ヒータ４６の３本に分けたが、これに代えて５本のヒータを配置してもよい。例えば、左ヒータ４２を２本、右ヒータ４４を２本、中央ヒータ４６を１本で構成する。

（２）変更例２
上記実施形態では、ウエブＷを支持する複数のロール３８を設けたが、このロール３８がない構成であってもよい。

（３）変更例３
上記実施形態では、上ノズル２０と下ノズル３０を設けたが、下ノズル３０を設けない構造であってもよく、また、上ノズル２０と下ノズル３０の両方を設けず、単に複数のヒータ群４０だけで加熱してもよい。

（４）変更例４
上記実施形態では、左ヒータ４２、右ヒータ４４、中央ヒータ４６は、電気ヒータであったが、これに代えて蒸気ヒータ、又は、オイルなどの熱媒体を流す熱媒ヒータであってもよい。温度調整をする場合には蒸気ヒータの場合には蒸気の量を、熱媒ヒータの場合は熱媒の量を調整する。

（５）その他
上記では本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０・・・熱処理装置、１２・・・熱処理室、２０・・・上ノズル、３０・・・下ノズル、４０・・・ヒータ群、４２・・・左ヒータ、４４・・・右ヒータ、４６・・・中央ヒータ、４８・・・温度センサ、５０・・・制御部

Claims

熱処理室と、
前記熱処理室内を前後方向に走行するウエブの搬送路に沿って所定間隔毎に配され、前記ウエブを加熱する複数のヒータ群と、
を有し、
それぞれの前記ヒータ群は、
前記ウエブの左右両側部に対応する部分に配された左右一対の側部ヒータと、
左右一対の前記側部ヒータの間に配され、かつ、前記ウエブの中央部に対応する部分に配された中央ヒータと、
を有し、左右一対の前記側部ヒータ、又は前記中央ヒータの中の少なくとも１個が前記ウエブの幅方向に対し傾斜している、
熱処理装置。
前記中央ヒータが、前記ウエブの幅方向に対しθ１°（但し、０°＜θ１＜９０°）傾斜し、
少なくとも１個の前記側部ヒータが、前記ウエブの幅方向と平行である、
請求項１に記載の熱処理装置。
前記中央ヒータが、前記ウエブの幅方向と平行であり、
少なくとも１個の前記側部ヒータが、前記ウエブの幅方向に対しθ２°（但し、０°＜θ２＜９０°）傾斜している、
請求項１に記載の熱処理装置。
全ての前記側部ヒータと前記中央ヒータが、前記ウエブに対しθ３°（但し、０°＜θ３＜９０°）傾斜している、
請求項１に記載の熱処理装置。
前記熱処理室内に前記ウエブの左右方向の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサが検出した前記ウエブの左右方向の温度に対応して、前記中央ヒータの発熱量と左右一対の前記側部ヒータの発熱量とを制御して、前記ウエブの左右方向の温度が同じになるようにフィードバック制御する制御部と、
を有する請求項１に記載の熱処理装置。
左右一対の前記側部ヒータと前記中央ヒータが、電気ヒータ、蒸気ヒータ、又は、熱媒ヒータである、
請求項１に記載の熱処理装置。
前記中央ヒータの位置が、左右一対の前記側部ヒータの位置より前記ウエブに近い、
請求項１に記載の熱処理装置。
前記熱処理室内において、前記搬送路の上に沿って所定間隔毎に熱風を吹き出す上ノズルが設けられ、
それぞれの前記ヒータ群は、前記搬送路の上で、かつ、隣接する前記上ノズルの間に配されている、
請求項１に記載の熱処理装置。
前記搬送路の下にも所定間隔毎に熱風を吹き出す下ノズルが設けられ、
隣接する前記下ノズルの間に前記ウエブを回転支持するロールが設けられている、
請求項８に記載の熱処理装置。
前記上ノズルと前記下ノズルは千鳥状に配されている、
請求項９に記載の熱処理装置。