(57)【要約】【課題】活物質、溶媒及び結着剤を含んで基材上に形成された薄膜を、当該薄膜中の結着剤の融解を抑制しつつ効率良く乾燥する。【解決手段】乾燥方法は、活物質、溶媒及び結着剤を含んで基材上に形成された薄膜中の溶媒による吸収率が最大となる波長域を有する遠赤外線を薄膜に照射する照射工程と、照射工程と並行して、結着剤が融解する温度未満に薄膜を冷却する冷却工程とを備える。従って、当該薄膜中の結着剤の融解を抑制しつつ当該薄膜を効率良く乾燥できる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活物質、溶媒及び結着剤を含んで基材上に形成された薄膜を乾燥させる乾燥方法であって、
前記溶媒による吸収率が最大となる波長域を有する遠赤外線を前記薄膜に照射する照射工程と、
前記照射工程と並行して、前記結着剤が融解する温度未満に前記薄膜を冷却する冷却工程と、
を備える、乾燥方法。
【請求項２】
活物質、溶媒及び結着剤を含んで基材上に形成された薄膜を乾燥させる乾燥装置であって、
前記溶媒による吸収率が最大となる波長域を有する遠赤外線を前記薄膜に照射する照射部と、
前記照射部により遠赤外線が照射されている前記薄膜を、前記結着剤が融解する温度未満に冷却する冷却部と、
を備える、乾燥装置。
【請求項３】
請求項２に記載の乾燥装置であって、
前記照射部は前記基材に対して前記薄膜側に配置され、
前記冷却部は前記基材に対して前記照射部とは反対側に配置されている、乾燥装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の乾燥装置であって、
前記照射部を冷却する照射部冷却機構をさらに備える、乾燥装置。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれか１つの請求項に記載の乾燥装置であって、
前記基材が長尺帯状であり、
当該乾燥装置は、
前記基材をその長手方向に移動させる移動部をさらに備える、乾燥装置。
【請求項６】
請求項５に記載の乾燥装置であって、
前記照射部が前記移動部による前記基材の移動方向に沿って複数配置され、
前記複数の照射部のうち互いに隣り合う照射部の間に前記冷却部が配置される、乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材の上に形成された化学電池材料などの塗布膜の乾燥技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、帯状の基材に活物質と溶媒を混合したスラリー状の電極材料を塗工して塗布膜を生成し、ヒーターから塗布膜に遠赤外線を照射して塗布膜を乾燥させる電極製造装置が示されている。当該装置は、電極材料の塗布膜における溶媒の膜厚を推定し、推定された膜厚に対して溶媒による赤外線の吸収率が最大となる波長を推定する。当該装置は、推定された波長の赤外線を放出するためのヒーターの温度を推定し、推定した膜厚および推定したヒーター温度の組合せにて溶媒が沸騰するか否かを、膜厚と溶媒が沸騰を開始するヒーターの温度と関係に基づいて判定する。溶媒が沸騰しないと判定されれば、当該装置はヒーター温度を当該推定した温度に設定する一方、沸騰すると判定された場合には、当該装置は、次に大きい吸収率のピークを示す赤外線の波長を新たに推定し、新たに推定した波長の赤外線を放出するヒーター温度を新たに推定し、新たに推定した温度にて溶媒が沸騰するか否かを再び判定する。当該装置は、溶媒が沸騰しなくなるヒーターの温度が推定されるまで、上記処理を繰り返すことによって、溶媒の沸騰を防ぐことを図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４６８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では、溶媒の沸騰を生じないように推定された温度にヒーターを設定することで、溶媒の沸騰を抑制できるが、ヒーターからの輻射熱によって電極材料中の結着剤が融解し、製造される電極の性能が低下するといった問題がある。また、当該装置には、塗布膜による吸収効率が最も高い波長の遠赤外線が十分に照射されずに塗布膜の乾燥効率が低下するといった問題もある。
【０００５】
本発明は、こうした問題を解決するためになされたもので、活物質、溶媒及び結着剤を含んで基材上に形成された薄膜を、当該薄膜中の結着剤の融解を抑制しつつ効率良く乾燥できる技術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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、第１の態様に係る乾燥方法は、活物質、溶媒及び結着剤を含んで基材上に形成された薄膜を乾燥させる乾燥方法であって、前記溶媒による吸収率が最大となる波長域を有する遠赤外線を前記薄膜に照射する照射工程と、前記照射工程と並行して、前記結着剤が融解する温度未満に前記薄膜を冷却する冷却工程と、を備える。
【０００７】
第２の態様に係る乾燥装置は、活物質、溶媒及び結着剤を含んで基材上に形成された薄膜を乾燥させる乾燥装置であって、前記溶媒による吸収率が最大となる波長域を有する遠赤外線を前記薄膜に照射する照射部と、前記照射部により遠赤外線が照射されている前記薄膜を、前記結着剤が融解する温度未満に冷却する冷却部と、を備える。
【０００８】
第３の態様に係る乾燥装置は、第２の態様に係る乾燥装置であって、前記照射部は前記基材に対して前記薄膜側に配置され、前記冷却部は前記基材に対して前記照射部とは反対側に配置されている。
【０００９】
第４の態様に係る乾燥装置は、第２または第３の態様に係る乾燥装置であって、前記照射部を冷却する照射部冷却機構をさらに備える。
【００１０】
第５の態様に係る乾燥装置は、第２から第４のいずれか１つの態様に係る乾燥装置であって、前記基材が長尺帯状であり、当該乾燥装置は、前記基材をその長手方向に移動させる移動部をさらに備える。
【００１１】
第６の態様に係る乾燥装置は、第５の態様に係る乾燥装置であって、前記照射部が前記移動部による前記基材の移動方向に沿って複数配置され、前記複数の照射部のうち互いに隣り合う照射部の間に前記冷却部が配置される。
【発明の効果】
【００１２】
第１の態様に係る発明によれば、照射工程において溶媒による吸収率が最大となる波長域を有する遠赤外線が薄膜に照射され、冷却工程において、照射工程と並行して、結着剤が融解する温度未満に薄膜が冷却される。従って、当該薄膜中の結着剤の融解を抑制しつつ当該薄膜を効率良く乾燥できる。
【００１３】
第２の態様に係る発明によれば、照射部は、溶媒による吸収率が最大となる波長域を有する遠赤外線を薄膜に照射し、冷却部は、照射部により遠赤外線が照射されている薄膜を、結着剤が融解する温度未満に冷却する。従って、当該薄膜中の結着剤の融解を抑制しつつ当該薄膜を効率良く乾燥できる。
【００１４】
第３の態様に係る発明によれば、照射部は基材に対して薄膜側に配置され、冷却部は基材に対して照射部とは反対側に配置されているので、基材の平面視において照射部と冷却部との設置に要する領域を小さくできる。
【００１５】
第４の態様に係る発明によれば、照射部冷却機構が照射部を冷却するので、照射部からの輻射熱を抑制できる。
【００１６】
第５の態様に係る発明によれば、基材が長尺帯状であり、移動部が基材をその長手方向に移動させるので、移動部が、例えば、基材の巻き出しローラと巻き取りローラとを備えることによって、乾燥装置を小型化できる。
【００１７】
第６の態様に係る発明によれば、照射部が移動部による基材の移動方向に沿って複数配置され、複数の照射部のうち互いに隣り合う照射部の間に冷却部が配置されるので、基材の乾燥効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る乾燥装置を組み込んだ塗膜形成システムの全体構成を示す図である。
【図２】図１の乾燥部の構成例を示す側面模式図である。
【図３】図２の赤外線照射ユニットと塗膜冷却ユニットの構成例を示す側面模式図である。
【図４】塗膜中の溶媒による赤外線の吸収率をグラフ形式で示す図である。
【図５】黒体の放射発散度をグラフ形式で示す図である。
【図６】塗膜形成システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】塗膜形成システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２０】
＜１．塗膜形成システムの全体構成＞
図１は、本発明に係る乾燥装置を組み込んだ塗膜形成システム１の全体構成を示す図である。なお、図１および以降の各図においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。
【００２１】
この塗膜形成システム１は、基材５としての金属箔の上に電極材料である活物質の塗工液を塗工し、その塗工液の乾燥処理を行ってリチウムイオン二次電池の電極製造を行う装置である。塗膜形成システム１は、塗工装置１０、乾燥部７０および搬送機構８０を備える。乾燥部７０と搬送機構８０とは、乾燥装置１５０としても動作する。また、塗膜形成システム１は、システム全体を管理する制御部９０を備える。また、塗膜形成システム１は、塗工装置１０に電極材料の塗工液を送給するポンプユニット１５と、電源等を収納する電装ボックス（不図示）とを備える。
【００２２】
基材５は、リチウムイオン二次電池の集電体として機能する金属箔である。塗膜形成システム１にてリチウムイオン二次電池の正極を製造する場合には、基材５として例えばアルミニウム箔（Ａｌ）を用いることができる。また、塗膜形成システム１にて負極を製造する場合には、基材５として例えば銅箔（Ｃｕ）を用いることができる。基材５は長尺のシート状（長尺帯状）の金属箔であり、その幅および厚さについては特に限定されるものではないが、例えば幅６００ｍｍ〜７００ｍｍ、厚さ１０μｍ〜２０μｍとすることができる。
【００２３】
長尺の基材５は、巻き出しローラ８１から送り出されて巻き取りローラ８２によって巻き取られることにより、塗工装置１０、乾燥部７０の順に搬送される。搬送機構８０は、これら巻き出しローラ８１および巻き取りローラ８２と複数の補助ローラ８３とを備えて構成される。なお、補助ローラ８３の個数および配置位置については、図１の例に限定されるものではなく、必要に応じて適宜に増減することができる。搬送機構８０は、基材５をその長手方向に沿って移動させる。
【００２４】
乾燥部７０は、塗工装置１０にて基材５の上に形成された塗工液の塗膜７の乾燥処理を行う。乾燥部７０は、搬送機構８０によって搬送される基材５を加熱することによって、塗工液から溶剤を蒸発させて乾燥処理を行う。塗膜形成システム１が、例えば、塗工装置１０に対して基材５の搬送方向の下流側であって、乾燥部７０に対して当該搬送方向の上流側に、塗工液の塗膜を緩やかに昇温させる予熱部を備え、乾燥部７０に対して当該搬送方向の下流側に塗膜をより高温に加熱して膜中の歪みや残留応力を除去するアニール部などを備えていてもよい。
【００２５】
塗工装置１０は、塗工ノズル１１およびバックアップローラ１２を備える。塗工ノズル１１は、電極材料である活物質の溶液をポンプユニット１５から供給される。塗工ノズル１１は、バックアップローラ１２に押圧支持された状態で走行する基材５の表面に当該溶液を塗布する。塗膜形成システム１にて正極を製造する場合には、塗工ノズル１１から、正極材料の塗工液として、例えば正極活物質であるコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、導電助剤であるカーボン（Ｃ）、結着剤であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）の混合液を基材５に塗布する。コバルト酸リチウムに代えて、正極活物質としてニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、燐酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）などを用いることもできる。
【００２６】
一方、塗膜形成システム１にて負極を製造する場合には、塗工ノズル１１から、負極材料の塗工液として、例えば負極活物質である黒鉛（グラファイト）、結着剤であるＰＶＤＦ、溶剤であるＮＭＰの混合液を基材５に塗布する。黒鉛に代えて、負極活物質としてハードカーボン、チタン酸リチウム（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）、シリコン合金、スズ合金などを用いることもできる。これら正極材料および負極材料の塗工液は固体（微粒子）が分散されたスラリーである。
【００２７】
塗工ノズル１１としては、基材５の幅方向に沿ってスリット状の吐出口を設けたスリットノズルを用いることができる。塗工ノズル１１は、ポンプユニット１５から供給された電極材料の塗工液を吐出口１１ａから吐出して、走行する基材５に塗布し、基材５の表面に電極材料の塗布膜を形成する。ポンプユニット１５は、制御部９０の制御下で開閉される不図示の供給バルブを備えている。供給バルブは、ポンプユニット１５から塗工ノズル１１への送出／停止を繰り返し切り替える。供給バルブの開閉のタイミングは制御部９０によって適宜に制御される。供給バルブが、開閉の切り替えを繰り返すことによって、基材５の所定位置に所定幅で塗工液が間欠的に塗布される。
【００２８】
塗工装置１０において基材５の表面に形成される電極材料の塗布膜の厚さは、乾燥前の状態で、例えば、１００μｍ〜２００μｍであり、通常、基材５の厚さの１０倍以上である。このような比較的厚い塗布膜を形成したとしても、電極材料は１Ｐａ・ｓ（パスカル秒）以上の粘度を有する高粘度のスラリーであるため、直ちに液ダレ等が生じることは無い。塗工装置１０にて電極材料の塗布膜が形成された基材５は搬送機構８０によって乾燥部７０に搬送されて塗布膜の乾燥処理が行われる。
【００２９】
＜２．赤外線照射ユニット５１＞
図２は、乾燥装置１５０の乾燥部７０の構成例を示す側面模式図である。乾燥装置１５０は、活物質、溶媒及び結着剤を含んで基材５上に形成された塗膜７を乾燥させる。
【００３０】
図３は、赤外線照射ユニット５１と塗膜冷却ユニット５２の構成例を示す側面模式図である。
【００３１】
図２に示されるように、乾燥部７０は、複数（図２では、２つ）の赤外線照射ユニット５１を備えている。複数の赤外線照射ユニット５１は、搬送機構８０による基材５の移動方向に沿って配置されている。また、赤外線照射ユニット５１は基材５に対して塗膜７側に配置されている。
【００３２】
図３に示す赤外線照射ユニット５１は、遠赤外線ヒーター６０を備えている。遠赤外線ヒーター６０は、箱状の筐体６４に収容されている。筐体６４のうち塗膜７に面する面６４ａは、例えば、石英硝子等によって形成されている。これにより、遠赤外線ヒーター６０が放射する遠赤外線の放射エネルギーの減衰を抑制できる。
【００３３】
遠赤外線ヒーター６０は、プレート型の遠赤外線ヒーターである。遠赤外線ヒーター６０は、例えば、アルミニウム製の板状部材６１と、板状部材６１に埋設された棒状ヒーター６２とを備える。板状部材６１の一面には、金属酸化物セラミックス等からなる遠赤外線放射板６３が溶融等によって取付けられる。棒状ヒーター６２は、例えば、断面円形の棒形状を有し、基材５の幅方向に沿って板状部材６１を貫通している。棒状ヒーター６２の両端部は、板状部材６１からそれぞれ露出している。
【００３４】
棒状ヒーター６２は、例えば、金属製の外筒（不図示）と、発熱体（不図示）と、発熱体と接続された接続端子（不図示）等を備えている。発熱体は、螺旋状に旋回されて、棒状ヒーター６２の長手方向に延在している。発熱体は、棒状ヒーター６２の外筒内において酸化マグネシウム等の絶縁性粉体により外筒に対して電気的な絶縁状態で支持されている。棒状ヒーター６２が通電されて発熱すると、遠赤外線放射板６３も加熱される。その結果、加熱された遠赤外線放射板６３から赤外線が放射される。塗膜７は、当該赤外線によって加熱される。遠赤外線ヒーター６０としてロッド型のものが採用されてもよい。
【００３５】
赤外線照射ユニット５１は、さらに、照射部冷却機構５３を備えている。照射部冷却機構５３は、赤外線照射ユニット５１、より詳細には、赤外線照射ユニット５１の遠赤外線ヒーター６０を冷却する。
【００３６】
照射部冷却機構５３は、冷風送風部６５と、筐体６４内と冷風送風部６５とを連通接続する配管６６とを備えている。冷風送風部６５は、配管６６を介して筐体６４内に常温のドライエアを送給する。筐体６４内に供給されたドライエアは、遠赤外線ヒーター６０の周囲に沿って流れて遠赤外線ヒーター６０を冷却する。遠赤外線ヒーター６０を冷却したドライエアは、筐体６４に連通接続する配管６７から筐体６４の外部に排出される。
【００３７】
図２の例では、乾燥装置１５０の乾燥部７０は、複数の赤外線照射ユニット５１を備えているが、乾燥部７０が１つの赤外線照射ユニット５１を備えてもよい。また、図３の例では、赤外線照射ユニット５１は、照射部冷却機構５３を備えているが、赤外線照射ユニット５１が照射部冷却機構５３を備えていなくてもよい。
【００３８】
＜３．遠赤外線ヒーター６０が照射する遠赤外線の波長について＞
図４は、塗膜７中の溶媒による赤外線の吸収率をグラフ形式で示す図である。図４は、塗膜７の膜厚を１０μｍと２００μｍの２通りに変更して、赤外線の波長と、塗膜７中の溶媒による赤外線の吸収率との関係し、測定結果をグラフ化した図である。溶媒としては、ＮＭＰが採用されている。なお、図４のグラフでは、波長が３μｍ以下の場合の測定結果が測定誤差によって乱れている。基材５上に形成される塗膜７の膜厚は、多くの場合、１００μｍ〜２００μｍ以下となる。
【００３９】
図５は、黒体の分光放射発散度をグラフ形式で示す図である。遠赤外線ヒーター６０の分光放射発散度のグラフは、図５のグラフとほぼ同じ形状であって、図５のグラフよりも僅かに値が小さくなるが、これらのグラフのピーク波長は略同じであるため、遠赤外線ヒーター６０が照射する遠赤外線の波長について、図５等に基づいて検討する。
【００４０】
図５に示されるように、遠赤外線ヒーター６０の温度が高くなると、放射エネルギーは全体的に大きくなる。また、放射エネルギーのピーク値は、遠赤外線ヒーター６０の温度が高くなると、短波長側に移動している。
【００４１】
塗膜７を効率的に乾燥するためには、遠赤外線の波長としては、塗膜７の厚み方向の各位置において、塗膜７中の溶媒による遠赤外線の吸収率が略均一であって、また、赤外線のエネルギーはできるだけ高いことが望ましい。
【００４２】
図４に示されるように、ＮＭＰによる赤外線の吸収率のピークは、波長３．５μｍ、６μｍ、および９μｍに存在している。
【００４３】
波長が６μｍの場合、赤外線が塗膜７の表面から膜厚１０μｍに達したときに、塗膜７に赤外線の略全てが吸収されてしまい、１０μｍよりも深いところまで赤外線が到達しない。このため、波長が６μｍの遠赤外線を用いることは好ましくない。
【００４４】
また、波長が９μｍの場合、赤外線は、塗膜７の表面から深さ１０μｍに達したときに５０％が吸収され、深さ２００μｍに達したときに略１００％が吸収される。このことから、各深さにおける吸収率は、波長が６μｍの場合に比べて改善している。しかしながら、図５のグラフに示されるように、波長が９μｍの場合には、赤外線のエネルギーが小さいため、溶媒の乾燥効率が悪くなる。このため、波長が９μｍの遠赤外線を用いることも好ましくない。
【００４５】
波長が３．５μｍの場合、赤外線は、塗膜７の表面から深さ１０μｍに達したときに約３０％が吸収され、深さ２００μｍに達したときに略１００％が吸収される。このことから各深さにおける吸収率の均一性は、波長が９μｍである場合に比べて改善している。
【００４６】
また、図５のグラフに示されるように、波長が３．５μｍである場合には、赤外線の放射エネルギーも最大値に近くなっている。
【００４７】
従って、ＮＭＰを溶媒として含む塗膜７を効率良く乾燥するためには、遠赤外線ヒーター６０が照射する遠赤外線の波長を３．５μｍの近傍、例えば、３μｍ〜４μｍとすることが好ましい。これにより、赤外線照射ユニット５１は、溶媒であるＮＭＰによる吸収率が最大となる波長域（３μｍ〜４μｍ）を有する遠赤外線を塗膜７に照射する。
【００４８】
＜４．結着剤の劣化対策＞
図５のグラフに示されるように、遠赤外線ヒーター６０の温度を、例えば、４００℃〜５００℃程度とすると、波長３μｍ〜４μｍの範囲の放射エネルギーは、放射エネルギーのピーク値に近くなるとともに、その絶対値も十分に大きくなっている。
【００４９】
このことから、塗膜７の乾燥効率を向上する観点から遠赤外線ヒーター６０が放射する赤外線（遠赤外線）の波長を３μｍ〜４μｍにするためには、遠赤外線ヒーター６０の温度を、例えば、４００℃〜５００℃程度とすることが好ましいことが判る。
【００５０】
しかしながら、遠赤外線ヒーター６０がこのように高温にされると、塗膜７に含まれる結着剤であるＰＶＤＦの融点は、例えば、１４０℃〜１８０℃であるため、高温の遠赤外線ヒーター６０から輻射熱によって、塗膜７内のＰＶＤＦが加熱されて、融点を超えて融解する場合がある。
【００５１】
この場合には、塗膜７がその後冷却されて生成される電極の性能は悪化する。この原因として、例えば、ＰＶＤＦが融解したことによって、塗膜７中における活物質の均一性が悪化すること等が考えられる。
【００５２】
そこで、乾燥装置１５０では、図２に示されるように、乾燥部７０が複数（図２では、６個）の塗膜冷却ユニット５２を備えている。
【００５３】
＜５．塗膜冷却ユニット５２＞
乾燥部７０は、複数（図２の例では６個）の塗膜冷却ユニット５２をさらに備えている。塗膜冷却ユニット５２は、赤外線照射ユニット５１により遠赤外線が照射されている塗膜７を、結着剤（具体的には、例えば、ＰＶＤＦ）が融解する温度未満に冷却する。
【００５４】
図３に示すように、塗膜冷却ユニット５２は、常温のドライエアを送給する冷風送風部７１と、冷風送風部７１が供給するドライエアを導く配管７２と、配管７２と連通接続されてドライエアを配管７２から内部に導入する箱状の冷風吹出部７３とを備えている。冷風吹出部７３の基材５側の面には、複数の噴射孔（不図示）が形成されている。冷風吹出部７３に導入されたドライエアは、複数の噴射孔から基材５側に噴射される。
【００５５】
図２の例では、２つの塗膜冷却ユニット５２が、基材５に対して塗膜７側、すなわち赤外線照射ユニット５１側に配置されている。当該２つの塗膜冷却ユニット５２のそれぞれは、複数の塗膜冷却ユニット５２のうち隣り合う塗膜冷却ユニット５２の間に配置されている。当該２つの塗膜冷却ユニット５２では、冷風吹出部７３は、基材５上の塗膜７にドライエア（冷風）を直接噴射して塗膜７を冷却する。
【００５６】
また、６個の塗膜冷却ユニット５２のうち、４つの塗膜冷却ユニット５２は、基材５に対して赤外線照射ユニット５１とは反対側に配置されている。当該４つの塗膜冷却ユニット５２では、冷風吹出部７３は基材５に直接ドライエアを噴射する。冷風吹出部７３は、基材５に対してこれらの塗膜冷却ユニット５２とは反対側に形成された塗膜７を、基材５を介して間接的に冷却する。
【００５７】
図２の例では、乾燥部７０は複数の塗膜冷却ユニット５２を備えているが、乾燥部７０が１つの塗膜冷却ユニット５２を備えていてもよい。また、図２の例では、乾燥部７０は、基材５の両側に塗膜冷却ユニット５２を備えているが、何れか一方側のみに塗膜冷却ユニット５２を備えていてもよい。
【００５８】
＜６．塗膜形成システム１（乾燥装置１５０）の動作について＞
図６、図７は、塗膜形成システム１（乾燥装置１５０）の動作の一例を示すフローチャートである。
【００５９】
以下に、図６、図７のフローチャートに従って、塗膜形成システム１（乾燥装置１５０）の動作を説明する。
【００６０】
図６のステップＳ１０では、搬送機構８０は、巻き出しローラ８１と巻き取りローラ８２とを回転させて、巻き出しローラ８１に巻き回されている基材５を巻き取りローラ８２側に供給する。これにより、搬送機構８０は、所定の搬送経路に沿って基材５の搬送を開始する。
【００６１】
ステップＳ２０では、塗膜形成システム１は塗工ノズル１１から塗工液を基材５の一面に吐出することで、基材５上への塗膜７の形成を開始する。上述のように、塗工ノズル１１は、間欠的に塗工液を吐出する。
【００６２】
ステップＳ３０では、乾燥部７０の赤外線照射ユニット５１が遠赤外線の照射を開始する。上述のように、赤外線照射ユニット５１は、塗膜７内の溶媒による吸収率が最大となる波長域を有する遠赤外線を、乾燥部７０へ搬送された塗膜７に対して照射する。具体的には、遠赤外線ヒーター６０（遠赤外線放射板６３）は、予め設定された温度（例えば、４００℃〜５００℃の温度）とされ、塗膜７内の溶媒による吸収率が最大となる波長域（例えば、３μｍ〜４μｍ）を有する赤外線（遠赤外線）を照射する。制御部９０は、遠赤外線ヒーター６０の棒状ヒーター６２への通電量と、遠赤外線放射板６３の温度との関係を予め、内部の記憶装置に記憶しており、当該関係に基づいて、遠赤外線放射板６３の温度を制御する。塗膜７内の溶媒による吸収率が最大となる波長（例えば、３．５μｍ）と、遠赤外線ヒーター６０が放射する放射エネルギーのピークを与える波長（例えば、黒体放射において４００℃では、４．３μｍ）との差が、好ましくは１μｍ以下となるように、遠赤外線ヒーター６０（遠赤外線放射板６３）の温度が制御されることが好ましい。
【００６３】
また、乾燥装置１５０は、遠赤外線ヒーター６０への通電と並行して、照射部冷却機構５３からドライエアの供給を開始して、筐体６４内の遠赤外線ヒーター６０の冷却を行ってもよい。
【００６４】
ステップＳ４０では、塗膜冷却ユニット５２が冷風の噴射を開始することによって、基材５上に形成された塗膜７の冷却を開始する。塗膜冷却ユニット５２は、塗膜７に含まれる結着剤が融解する温度未満に塗膜７を冷却する。
【００６５】
ステップＳ４０の処理が開始されると、処理は図７のステップＳ１１０に移される。
【００６６】
ステップＳ１１０では、例えば、制御部９０は、冷風である常温のドライエアの風量を設定するための設定パラメータを、レシピ情報等に基づいて取得する。当該レシピ情報等は、予め、制御部９０に入力されて、制御部９０内の記憶装置に記憶されている。当該設定パラメータは、例えば、遠赤外線ヒーター６０（遠赤外線放射板６３）の温度、塗膜７の膜厚、塗膜７の搬送速度等である。
【００６７】
ステップＳ１２０では、制御部９０は、ステップＳ１１０で取得した設定パラメータに基づいて、塗膜冷却ユニット５２から供給する常温のドライエア（冷風）の風量を設定する。当該風量は、塗膜７内の結着剤が融解する温度未満に塗膜７を冷却可能な風量に設定される。塗膜冷却ユニット５２が供給するドライエアの風量と、設定パラメータの下での塗膜７（結着剤）の温度との関係は、予め、取得されて制御部９０内の記憶装置に記憶されている。制御部９０は、この関係を参照してドライエアの風量を設定する。
【００６８】
なお、溶媒がＮＭＰで結着剤がＰＶＤＦである場合には、塗膜７の温度は、好ましくは、１００℃以上、かつ、１４０℃（ＰＶＤＦの融点の一例）未満とされる。塗膜７の温度は、結着剤の融点未満で、当該融点にできるだけ近い温度されることが好ましい。
【００６９】
ステップＳ１３０では、制御部９０が、冷風送風部７１を制御して、ステップＳ１２０で設定した風量にて塗膜冷却ユニット５２からドライエアの供給を開始させる。これにより、処理は、図７のステップＳ５０に移される。
【００７０】
ステップＳ５０では、塗膜形成システム１は、レシピに従った塗膜７の形成が終了すると、制御部９０の制御に従って、基材５への塗膜７の形成を終了する。
【００７１】
ステップＳ６０では、赤外線照射ユニット５１は、遠赤外線ヒーター６０の棒状ヒーター６２への通電を停止して、遠赤外線放射板６３からの遠赤外線の照射を終了する。
【００７２】
ステップＳ７０では、塗膜冷却ユニット５２は、ドライエアの噴射を停止して、塗膜７の冷却を終了する。
【００７３】
ステップＳ８０では、搬送機構８０は、巻き出しローラ８１と巻き取りローラ８２とを停止させて、基材５の搬送を終了する。これにより、図６の動作が終了する。
【００７４】
以上のような本実施形態に係る乾燥方法によれば、照射工程において溶媒による吸収率が最大となる波長域を有する遠赤外線が塗膜７に照射され、冷却工程において、照射工程と並行して、結着剤が融解する温度未満に塗膜７が冷却される。従って、当該塗膜７中の結着剤の融解を抑制しつつ当該塗膜７を効率良く乾燥できる。
【００７５】
また、以上のように構成された本実施形態に係る乾燥装置によれば、赤外線照射ユニット５１は、溶媒による吸収率が最大となる波長域を有する遠赤外線を塗膜７に照射し、塗膜冷却ユニット５２は、赤外線照射ユニット５１により遠赤外線が照射されている塗膜７を、結着剤が融解する温度未満に冷却する。従って、当該塗膜７中の結着剤の融解を抑制しつつ当該塗膜７を効率良く乾燥できる。
【００７６】
また、本実施形態に係る乾燥装置によれば、赤外線照射ユニット５１は基材５に対して塗膜７側に配置され、塗膜冷却ユニット５２は基材５に対して赤外線照射ユニット５１とは反対側に配置されているので、基材５の平面視において赤外線照射ユニット５１と塗膜冷却ユニット５２との設置に要する領域を小さくできる。
【００７７】
また、本実施形態に係る乾燥装置によれば、照射部冷却機構５３が赤外線照射ユニット５１を冷却するので、赤外線照射ユニット５１からの輻射熱を抑制できる。
【００７８】
また、本実施形態に係る乾燥装置によれば、基材５が長尺帯状であり、搬送機構８０が基材５をその長手方向に移動させるので、搬送機構８０が、例えば、基材５の巻き出しローラ８１と巻き取りローラ８２とを備えることによって、乾燥装置を小型化できる。
【００７９】
また、本実施形態に係る乾燥装置によれば、赤外線照射ユニット５１が搬送機構８０による基材５の移動方向に沿って複数配置され、複数の赤外線照射ユニット５１のうち互いに隣り合う赤外線照射ユニット５１の間に塗膜冷却ユニット５２が配置されるので、基材５の乾燥効率を向上できる。
【００８０】
本発明は詳細に示され記述されたが、上記の記述は全ての態様において例示であって限定的ではない。したがって、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１  塗膜形成システム
１０  塗工装置
１１  塗工ノズル
１１ａ  吐出口
１２  バックアップローラ
５  基材
５１  赤外線照射ユニット（照射部）
５２  塗膜冷却ユニット（冷却部）
５３  照射部冷却機構
６０  遠赤外線ヒーター
６２  棒状ヒーター
６３  遠赤外線放射板
６５，７１  冷風送風部
７  塗膜（薄膜）
７０  乾燥部
７３  冷風吹出部
８０  搬送機構（移動部）
８１  巻き出しローラ
８２  巻き取りローラ
８３  補助ローラ
９０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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