(57)【要約】【課題】スラリーを塗工したウェブが恒率乾燥の状態でウェブガイドを通過してもスラリーに凹凸や乾燥割れを発生させ難いスラリー乾燥装置を提供する。【解決手段】スラリー６が片面塗工された良熱伝導性の基材４からなるウェブ１６をスラリーが塗工された面を風圧で浮揚させつつ搬送するウェブガイド７を備えたスラリー乾燥装置１であって、前記ウェブガイド７は、前記風圧の給気源と前記ウェブ１６との間に設けられる第一メッシュ１２と、前記第一メッシュ１２と前記ウェブ１６を介して対向し前記風圧を排気する第二メッシュ１３と、前記第一メッシュ１２及び前記第二メッシュ１３の両端面同士を結合して、前記第一メッシュ１２と前記第二メッシュ１３との間の空間を遮蔽する側面板１４とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラリー（６）が片面塗工された良熱伝導性の基材（４）からなるウェブ（１６）をスラリーが塗工された面を風圧で浮揚させつつ搬送するウェブガイド（７）を備えたスラリー乾燥装置（１）であって、
前記ウェブガイド（７）は、
前記風圧の給気源と前記ウェブ（１６）との間に設けられる第一メッシュ（１２）と、
前記第一メッシュ（１２）と前記ウェブ（１６）を介して対向し前記風圧を排気する第二メッシュ（１３）と、
前記第一メッシュ（１２）及び前記第二メッシュ（１３）の両端面同士を結合して、前記第一メッシュ（１２）と前記第二メッシュ（１３）との間の空間を遮蔽する側面板（１４）と、
を備えることを特徴とするスラリー乾燥装置。
【請求項２】
前記ウェブガイド（７）は、前記スラリー（６）の恒率乾燥区間に設けられることを特徴とする請求項１に記載のスラリー乾燥装置。
【請求項３】
前記スラリー（６）は、乾燥すると空隙を有する二次電池の電極用合材（１０）になるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のスラリー乾燥装置。
【請求項４】
前記第一メッシュ（１２）及び前記第二メッシュ（１３）の開孔率は１％より小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスラリー乾燥装置。
【請求項５】
前記基材（４）は、アルミニウム箔であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスラリー乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラリーが塗工されたフィルム状のウェブを浮揚させつつ搬送するウェブガイドを備えたスラリー乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェブガイドに関して、ウェブを浮揚させるための風速を低下させて、動圧ではなく静圧で浮揚させたり、その風速をメッシュの開孔率の設定で制御したり、ウェブの蛇行や偏芯を補正したりする技術が開示されている。
【０００３】
また、特許文献１に開示されるように、搬送面を二つ備え、それら二つの搬送面は、互いに対向して、ウェブが通る所定の隙間を形成するという技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２３３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術には次のような問題が潜在する。すなわち、恒率乾燥の進行度合いが低い状態のスラリーを載置したウェブがウェブガイドに進入したとき、スラリー表面は蒸発潜熱により温度低下する。一方、スラリー裏面は高温の炉内雰囲気で加熱されるので、スラリーの表裏は大きな温度差に晒される。そのため、乾燥されたスラリーの表面には、凹凸や乾燥割れが発生する。
【０００６】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、スラリーを塗工したウェブが恒率乾燥の状態でウェブガイドを通過してもスラリーに凹凸や乾燥割れを発生させ難いスラリー乾燥装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、スラリー（６）が片面塗工された良熱伝導性の基材（４）からなるウェブ（１６）をスラリーが塗工された面を風圧で浮揚させつつ搬送するウェブガイド（７）を備えたスラリー乾燥装置（１）であって、前記ウェブガイド（７）は、前記風圧の給気源と前記ウェブ（１６）との間に設けられる第一メッシュ（１２）と、前記第一メッシュ（１２）と前記ウェブ（１６）を介して対向し前記風圧を排気する第二メッシュ（１３）と、前記第一メッシュ（１２）及び前記第二メッシュ（１３）の両端面同士を結合して、前記第一メッシュ（１２）と前記第二メッシュ（１３）との間の空間を遮蔽する側面板（１４）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、ウェブガイド（７）は、風圧の給気源とウェブ（１６）との間に設けられる第一メッシュ（１２）と、第一メッシュ（１２）とウェブ（１６）を介して対向し風圧を排気する第二メッシュ（１３）と、前記第一メッシュ（１２）及び前記第二メッシュ（１３）の両端面同士を結合して、前記第一メッシュ（１２）と前記第二メッシュ（１３）との間の空間を遮蔽する側面板（１４）とを備える。そのため、給気はウェブ（１６）表裏の空間を効果的に流通してウェブ（１６）を冷却するので、スラリーの表裏の温度差は極めて小さくなり、乾燥したスラリーに凹凸や乾燥割れが生じ難いという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のスラリー乾燥装置を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１とは異なる角度で示すウェブガイドの斜視図である。
【図３】図２のIII−III線で示すウェブガイドの拡大部分断面図である。
【図４】本発明を実施するスラリー乾燥装置による実施例と実施しない比較例との評価結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を具体化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。
【００１１】
図１に示すように、活物質、導電材、バインダ及び溶媒からなるスラリー６は、撹拌ホッパ２に投入され撹拌されつつスロットダイ３へ供給される。スロットダイ３は、供給ローラ５から繰り出された基材４の上面にスラリー６を所定の幅と厚さになるよう押し出して塗工する。
【００１２】
スラリー６が片面塗工された基材４はウェブ１６として乾燥炉９の中を所定時間で移動する。ウェブ１６は、一階水平路を移動してウェブガイド７に進入し、搬送方向が１８０度変更されて二階水平路を移動する。そして、ウェブ１６はウェブガイド８に進入し、搬送方向が１８０度変更されて三階水平路を移動する。
【００１３】
この工程までの間にスラリー６は乾燥されて合材１０となり、基材４とともに巻取ローラ１１に巻き取られる。なお、図１には基材４の片面にのみ合材１０を形成する例で示したが、量産設備においては、この工程の後、基材４の他の面にもタンデム方式などによりスラリーを塗工するのが一般的である。
【００１４】
スラリー６は、乾燥すると空隙を有する二次電池の電極用合材１０となるものが好ましく用いられるが、これに限定されるものではなく太陽電池モジュールなどを製造するためのものであってもよい。
【００１５】
基材４は、アルミニウム箔であることが好ましいが、他の良熱伝導性のフィルム部材であってもよい。
【００１６】
乾燥炉９は、ウェブガイド７，８、一階水平路、二階水平路及び三階水平路を取り囲み熱風が炉内全体を循環するように構成されている。
【００１７】
図２及び図３に示すように、ウェブガイド７は、板蒲鉾状を呈し、その底面の平面部又は平面部の外方には図示しない有圧ファンを備える。ウェブガイド７の半円外周面及びそれに連接する両平面部は、第二メッシュ１３として構成されている。第二メッシュ１３の内側には、第二メッシュ１３と等間隔でウェブ１６を介して対向するように第一メッシュ１２が設けられる。すなわち、給気源としての有圧ファンとウェブ１６との間に第一メッシュ１２が設けられている。第一メッシュ１２及び第二メッシュ１３の両端面同士は、馬蹄形状の二の側面板１４で結合されている。それにより、第一メッシュ１２と第二メッシュ１３とが等間隔でウェブ１６を介して対向することにより形成される空間Ａ，Ｂは、側面板１４により遮蔽される。
【００１８】
第一メッシュ１２及び第二メッシュ１３には、多数の穿孔１５が設けられている。そのため、第一メッシュ１２の反第二メッシュ１３側に設けた有圧ファンからの給気による風圧でウェブ１６のスラリーが塗工された面は第一メッシュ１２の表面から離隔・浮揚し空間Ａが形成される。
【００１９】
有圧ファンの給気（風圧）は、空間Ａの空圧を維持しつつウェブ１６両側の側面板１４との間の両間隙を通過することにより、ウェブ１６の幅方向の位置を保持させる。そして、有圧ファンの給気は、ウェブ１６と第二メッシュ１３との間の空間Ｂを充満して第二メッシュ１３の穿孔１５から排気される。
【００２０】
穿孔１５は、貫通孔であり、その面積と設置数に基づいて第一メッシュ１２及び第二メッシュ１３の開孔率が設定される。開孔率は１％より小さいことが好ましい。ただし、第一メッシュ１２及び第二メッシュ１３の各開孔率は同一であってもよいし、それぞれ異なるものとしてもよい。いずれにしても、そのような状態であれば、給気の空間Ａにおける静圧の割合が大きくなってウェブ１６を十分に浮揚させることができるとともに、ウェブ１６を冷却する空間Ｂの空圧を確保することができる。なお、穿孔１５は、単なる貫通孔ではなく、窪みの両側面に設けられた切取孔からの風同士が対抗するように構成して給気の動圧を低下させたものであってもよい。
【００２１】
スラリー乾燥装置１の乾燥炉９において、ウェブガイド７は、一定の加熱条件で乾燥する過程で時間に対して含水率が一定の割合で減少する恒率乾燥区間に配設される。基材４上のスラリー６が、ウェブガイド７に進入したとき、スラリー６の第一メッシュ１２との対向面は溶媒の蒸発潜熱により冷却されて温度低下する。そして、蒸発潜熱により冷却された空間Ａの空気は有圧ファンの給気によりスラリー６（基材４）と第二メッシュ１３との間の空間Ｂに流入するので、スラリー６の表裏温度差は極めて小さくなる。そのため、恒率乾燥の進行度合いが低い状態のスラリー６であっても、スラリーが乾燥してなる合材１０の表面に凹凸や乾燥割れが生じ難いのである。
【００２２】
なお、恒率乾燥区間とは、スラリー生成時の溶媒量ｔ０に対し、乾燥物の空隙を満たす溶媒量をｔ１とした場合、乾燥中の溶媒量がｔ０〜ｔ１の乾燥区間のことをいう。
【００２３】
（評価）
図４に示すように、正極活物質としてリチウム燐酸鉄（ＬｉＦｅＰＯ４）、導電材としてアセチレンブラック（ＡＢ）及び気相成長炭素繊維（ＶＧＣＦ）などを混合したスラリーを、基材アルミニウム箔(Ａ１０３Ｎ−Ｈ)上にＷｅｔ厚み２３３μｍとなるように塗工し、乾燥後の厚みが平均で１２５μｍの合材層を形成してなる二次電池の正極板を試作した。
【００２４】
ここで、スラリーの恒率乾燥率は次のようにして算出される。まず、通常の塗工乾燥後の合材の目付け及び空隙体積の比率を確認し、空隙体積を満たす溶媒比率ｗ１を算出する。次に、搬送速度からウェブガイド進入前の乾燥時間を計算し、その乾燥時間時点の塗膜目付けを測定し、溶媒量ｗｔを溶媒比率ｗ１で除して恒率乾燥率を求める。
【００２５】
図４から明らかなように、本発明を実施した実施例１の合材厚さの凹凸差は５．１μｍである。これに対し、スラリーの成分とウェブガイドを通過する際の恒率乾燥率が実施例１と同一で本発明の第二メッシュと側面板を有しない比較例１の合材厚さの凹凸差は８．８μｍである。このように、本発明を実施すれば、合材厚さの凹凸差が減少する。
【００２６】
また、実施例１とは異なる成分のスラリーを用いて本発明を実施した実施例２の合材厚さの凹凸差は４．６μｍである。これに対し、スラリーの成分とウェブガイドを通過する際の恒率乾燥率が実施例２と同一で本発明の第二メッシュと側面板を有しない比較例２の合材厚さの凹凸差は７．５μｍである。このように、本発明を実施すれば、合材厚さの凹凸差が減少する。
【００２７】
なお、スラリーの成分が実施例１と同一でウェブガイドを通過する際の恒率乾燥率が実施例１より大きくて本発明の第二メッシュと側面板を有しない比較例３の合材厚さの凹凸差は５．２μｍである。比較例３は本発明を実施しないにもかかわらず、合材厚さの凹凸差が実施例１と同程度に減少している。これは、スラリーが恒率乾燥の進んだ状態でウェブガイドを通過したことによるものである。
【００２８】
また、スラリーの成分が実施例２と同一でウェブガイドを通過する際の恒率乾燥率が実施例２より大きくて本発明の第二メッシュと側面板を有しない比較例４の合材厚さの凹凸差は４．９μｍである。比較例４は本発明を実施しないにもかかわらず、合材厚さの凹凸差が実施例２と同程度に減少している。これは、スラリーが恒率乾燥の進んだ状態でウェブガイドを通過したことによるものである。
【００２９】
以上詳述したことから明らかなように、本実施形態のスラリー乾燥装置によれば、ウェブガイド７は、風圧の給気源とウェブ１６との間に設けられる第一メッシュ１２と、第一メッシュ１２とウェブ１６を介して対向し風圧を排気する第二メッシュ１３と、前記第一メッシュ１２及び前記第二メッシュ１３の両端面同士を結合して、第一メッシュ１２と第二メッシュ１３との間の空間を遮蔽する側面板１４とを備える。
【００３０】
そのため、給気はウェブ１６表裏の空間を効果的に流通してウェブ１６を冷却するので、スラリー６の表裏の温度差は極めて小さくなり、乾燥したスラリーに凹凸や乾燥割れが生じ難いという優れた効果を奏する。
【００３１】
また、ウェブガイド７は、スラリー６の恒率乾燥区間に設けられるので、スラリーに生ずる凹凸や乾燥割れを効果的に減少させることができる。
【００３２】
また、スラリー６は、乾燥すると空隙を有する二次電池の電極用合材１０になるものであるから、二次電池の電極製造を極めて効率的に行うことができる。
【００３３】
また、第一メッシュ１２及び第二メッシュ１３の開孔率は１％より小さいので、ウェブ１６を効果的に浮揚させることができるとともに、スラリーの表裏温度差の減少を促しスラリーに凹凸や乾燥割れを生じ難くする。
【００３４】
また、基材４はアルミニウム箔であるから、二次電池の電極に好適なものとなる。
【００３５】
なお、本発明は、当業者の知識に基づいて様々な変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものを含む。また、前記変更等を加えた実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りいずれも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
【００３６】
例えば、上述の実施態様では、ウェブガイド７において本発明を実施するように説明したが、ウェブガイド８においても同様に実施することができる。また、一階水平路、二階水平路及び三階水平路においても実施可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１    スラリー乾燥装置
４    基材
６    スラリー
７，８    ウェブガイド
１０    合材
１２    第一メッシュ
１３    第二メッシュ
１４    側面板
１６    ウェブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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