(57)【要約】【課題】チャンバに供給される熱風中の有機溶剤の濃度上昇を抑制しつつ、エネルギー消費効率にも優れた乾燥装置および該乾燥装置を組み込んだ熱処理システムを提供する。【解決手段】有機溶剤を含む塗工剤が塗工された基材を収容する乾燥部４０には、下側熱風噴出部５１および下側排気ボックス５５が設けられている。熱風供給部５３は、下側熱風噴出部５１から乾燥部４０のチャンバ内に熱風を供給する。下側熱風噴出部５１から基材に噴出された熱風は下側排気ボックス５５によって回収され、有機溶剤を含む排気ガスとして排気管９２を通過して排気部９３に排出される。このとき、高温の排気ガスと外管８５の両端から取り込まれた気体との間で熱交換が行われ、空間９９を流れる気体が昇温される。その昇温した気体は循環管８６から熱風供給部５３へと供給されて加熱され、下側熱風噴出部５１から乾燥部４０のチャンバ内に噴出される。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機溶剤を含む塗工剤が塗工された基材の乾燥処理を行う乾燥装置であって、
基材を収容するチャンバと、
前記チャンバ内に熱風を供給する熱風供給手段と、
前記チャンバと連通接続され、前記チャンバ内の雰囲気を排気する排気管と、
外気の取り込み口を備え、前記排気管の外壁と空間を隔てるように前記排気管を覆う外管と、
前記排気管の外壁と前記外管の内壁との間に形成された空間と前記熱風供給手段とを連通接続する循環管と、
前記循環管の経路途中に設けられ、前記空間から前記熱風供給手段に向けて気体を送風する送風手段と、
前記循環管の経路途中に設けられ、前記循環管を流れる気体中の有機溶剤濃度を検出する有機溶剤検出手段と、
を備えることを特徴とする乾燥装置。
【請求項２】
請求項１記載の乾燥装置において、
前記外管の両端のそれぞれに外気の取り込み口が形成されることを特徴とする乾燥装置。
【請求項３】
請求項２記載の乾燥装置において、
前記外管の両端のそれぞれに形成された前記取り込み口の口径は前記外管の中央部の内径よりも小さいことを特徴とする乾燥装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の乾燥装置において、
前記外管の内側の前記空間を流れる気流を乱して乱流とする乱流形成部材を前記空間に配置することを特徴とする乾燥装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の乾燥装置において、
前記有機溶剤検出手段によって検出された有機溶剤濃度が第１の設定値を超えたときには警告を発報するとともに、第１の設定値よりも大きな第２の設定値を超えたときには乾燥装置を停止する制御手段をさらに備えることを特徴とする乾燥装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の乾燥装置において、
前記外管は、金属管および当該金属管の外壁に被覆された断熱材を含むことを特徴とする乾燥装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の乾燥装置において、
前記循環管の外壁に断熱材を設けることを特徴とする乾燥装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の乾燥装置において、
前記循環管の経路途中にフィルタを設けることを特徴とする乾燥装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の乾燥装置において、
前記排気管はアルミニウム合金又はステンレススチールにて形成されることを特徴とする乾燥装置。
【請求項１０】
基材の上に塗工剤を塗工して塗工膜を形成する塗工処理部と、
前記塗工膜の予熱を行う予熱部と、
請求項１から請求項９のいずれかに記載の乾燥装置と、
乾燥処理後の基材を冷却する冷却部と、
を備えることを特徴とする熱処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機溶剤を含む塗工剤が塗工された基材の乾燥処理を行う乾燥装置、および、該乾燥装置を組み込んだ熱処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池などの化学電池の電極や磁気記録媒体の製造工程においては、有機溶剤を含む塗工剤が塗工された基材の乾燥処理が行われる。有機溶剤を含む塗工剤の乾燥は、有機溶剤が蒸発することによって進行する。蒸発した有機溶剤は排気ガスとして排出されるのであるが、一般に有機溶剤は可燃性であり、排気ガス中における有機溶剤の濃度を最低爆発限界濃度以下に保つことが必要となる。
【０００３】
このため、特許文献１には、有機溶剤を含む塗工剤が塗工された帯状の支持体（ウエブ）の走行方向に沿って複数の乾燥チャンバを直列に配置し、複数の乾燥チャンバからの排気ガスを合流ダクトに合流させてから排気ブロアで排気することが開示されている。高い溶剤濃度の乾燥チャンバからの排気ガスが低い溶剤濃度の乾燥チャンバからの排気ガスで希釈されるため、排気ブロアでの有機溶剤の濃度を最低爆発限界濃度以下に保つことができる。
【０００４】
また、特許文献１には、各乾燥チャンバ内の異なる位置に吸込口を有する複数の排気ダクトを設け、溶剤濃度が低いエリアに吸込口を有する排気ダクトを給気系統の循環ブロアに排気ガスを循環させるのためのダクトとして使用することが開示されている。これにより、有機溶剤の濃度が低い排気ガスのみが給気系統に循環されることとなるため、循環ブロアでの有機溶剤の濃度を最低爆発限界濃度以下に保つことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２０２１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示される乾燥装置においては、低濃度とは言っても有機溶剤を含む排気ガスが給気系統に循環されているため、稼働中に何らかのトラブルが生じた場合には乾燥チャンバに供給される気体中の有機溶剤の濃度が急激に上昇して爆発に至る危険がある。
【０００７】
また、給気系統における有機溶剤の濃度を低く保つべく、乾燥チャンバから循環された排気ガスに新鮮エアを混合しているため、乾燥チャンバにて熱風を供給して乾燥処理を行う場合には新鮮エアによる温度低下を防ぐために追加の加熱を行う必要が生じる。これにより、エネルギー消費量が増大するという問題も生じていた。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、チャンバに供給される熱風中の有機溶剤の濃度上昇を抑制しつつ、エネルギー消費効率にも優れた乾燥装置および該乾燥装置を組み込んだ熱処理システム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】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、有機溶剤を含む塗工剤が塗工された基材の乾燥処理を行う乾燥装置において、基材を収容するチャンバと、前記チャンバ内に熱風を供給する熱風供給手段と、前記チャンバと連通接続され、前記チャンバ内の雰囲気を排気する排気管と、外気の取り込み口を備え、前記排気管の外壁と空間を隔てるように前記排気管を覆う外管と、前記排気管の外壁と前記外管の内壁との間に形成された空間と前記熱風供給手段とを連通接続する循環管と、前記循環管の経路途中に設けられ、前記空間から前記熱風供給手段に向けて気体を送風する送風手段と、前記循環管の経路途中に設けられ、前記循環管を流れる気体中の有機溶剤濃度を検出する有機溶剤検出手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る乾燥装置において、前記外管の両端のそれぞれに外気の取り込み口が形成されることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る乾燥装置において、前記外管の両端のそれぞれに形成された前記取り込み口の口径は前記外管の中央部の内径よりも小さいことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明に係る乾燥装置において、前記外管の内側の前記空間を流れる気流を乱して乱流とする乱流形成部材を前記空間に配置することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る乾燥装置において、前記有機溶剤検出手段によって検出された有機溶剤濃度が第１の設定値を超えたときには警告を発報するとともに、第１の設定値よりも大きな第２の設定値を超えたときには乾燥装置を停止する制御手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６の発明は、請求項１から請求項５のいずれかの発明に係る乾燥装置において、前記外管は、金属管および当該金属管の外壁に被覆された断熱材を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれかの発明に係る乾燥装置において、前記循環管の外壁に断熱材を設けることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８の発明は、請求項１から請求項７のいずれかの発明に係る乾燥装置において、前記循環管の経路途中にフィルタを設けることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項９の発明は、請求項１から請求項８のいずれかの発明に係る乾燥装置において、前記排気管はアルミニウム合金又はステンレススチールにて形成されることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１０の発明は、熱処理システムであって、基材の上に塗工剤を塗工して塗工膜を形成する塗工処理部と、前記塗工膜の予熱を行う予熱部と、請求項１から請求項９のいずれかの発明に係る乾燥装置と、乾燥処理後の基材を冷却する冷却部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１から請求項１０の発明によれば、チャンバ内の雰囲気を排気する排気管の外壁と空間を隔てるように排気管を覆う外管を設け、その空間と熱風供給手段とを連通接続する循環管を備えるため、排気管を流れる排気ガスと外管に取り込まれた気体との間で熱交換が行われて昇温した気体が熱風供給部に供給されることとなり、熱風供給部でのエネルギー消費量を抑制して優れたエネルギー消費効率を得ることができる。また、排気ガスと新たに外管に取り込まれた気体とは排気管によって完全に雰囲気分離されており、その気体に有機溶剤が混入することが防止され、チャンバに供給される熱風中の有機溶剤の濃度上昇を抑制することができる。
【００２０】
特に、請求項２の発明によれば、外管の両端のそれぞれに外気の取り込み口が形成されるため、取り込まれた低温の外気と排気管との接触面積が増して熱交換の効率が向上する。
【００２１】
特に、請求項３の発明によれば、外管の両端のそれぞれに形成された取り込み口の口径は外管の中央部の内径よりも小さいため、外管の両端近傍においては取り込まれた気体が乱流となり、排気管の外壁面との熱交換効率をより高めることができる。
【００２２】
特に、請求項４の発明によれば、外管の内側の空間を流れる気流を乱して乱流とする乱流形成部材を当該空間に配置するため、当該空間を流れる気体が乱流となって排気管の外壁面との熱交換効率をより高めることができる。
【００２３】
特に、請求項５の発明によれば、有機溶剤検出手段によって検出された有機溶剤濃度が第１の設定値を超えたときには警告を発報するとともに、第１の設定値よりも大きな第２の設定値を超えたときには乾燥装置を停止する制御手段をさらに備えるため、排気管から有機溶剤の漏出に起因した爆発や火災を確実に防止することができる。
【００２４】
特に、請求項６の発明によれば、外管は、金属管および当該金属管の外壁に被覆された断熱材を含むため、外管内での気体の温度低下を防止してエネルギー消費効率を優れたものとすることができる。
【００２５】
特に、請求項７の発明によれば、循環管の外壁に断熱材を設けるため、循環管での気体の温度低下を防止してエネルギー消費効率を優れたものとすることができる。
【００２６】
特に、請求項８の発明によれば、循環管の経路途中にフィルタを設けるため、循環管を流れる気体を清浄にすることができ、基材の汚染を低減することができる。
【００２７】
特に、請求項９の発明によれば、排気管はアルミニウム合金又はステンレススチールにて形成されるため、高い熱交換効率を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る乾燥装置を組み込んだ熱処理システムの全体構成を示す図である。
【図２】予熱部および乾燥部の概略構成を示す図である。
【図３】予熱部の構成を示す図である。
【図４】乾燥部の構成を示す図である。
【図５】アニール部の構成を示す図である。
【図６】冷却部の構成を示す図である。
【図７】廃熱回収システムの概略構成を示す図である。
【図８】排気管および外管を長手方向で切断した断面図である。
【図９】排気管および外管を図８のＡ−Ａ断面から見た図である。
【図１０】循環管を長手方向で切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
図１は、本発明に係る乾燥装置を組み込んだ熱処理システム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はそれらの方向関係を明確にするためＺ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系を適宜付している。また、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。
【００３１】
この熱処理システム１は、基材としての金属箔の上に電極材料である活物質の塗工剤を塗工して塗工膜を形成し、その塗工膜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。熱処理システム１は、塗工処理部１０、予熱部２０、乾燥部４０、アニール部６０、冷却部７０および搬送機構８０を備える。また、熱処理システム１は、塗工処理部１０に電極材料の塗工液を送給するポンプユニット１５、並びに、制御部９０および電源等を収納する電装ボックス９を備える。
【００３２】
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。熱処理システム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、熱処理システム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（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。
【００３３】
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、塗工処理部１０、予熱部２０、乾燥部４０、アニール部６０、冷却部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８３ａ〜８３ｅとを備えて構成される。なお、補助ローラ８３ａ〜８３ｅの個数および配置については、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。
【００３４】
塗工処理部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。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の表面に塗工ノズル１１から電極材料である活物質の塗工剤を塗工する。熱処理システム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）、有機溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）の混合液を基材５に塗工する。なお、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が、これらに限定されるものではない。
【００３５】
一方、熱処理システム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、有機溶剤であるＮＭＰの混合液を基材５に塗工する。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。なお、正極材料および負極材料の双方において、結着剤としてＰＶＤＦに代えてスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）などを使用することができる。これら正極材料および負極材料の塗工剤は、固体（微粒子）が分散されたスラリーであってその粘度はいずれも１Ｐａ・ｓ（パスカル秒）以上であり、一般的にチクソトロピー性を有する。また、基材５に塗工される正極材料および負極材料の塗工剤はいずれも有機溶剤としてＮＭＰを含んでいる。
【００３６】
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から送給された電極材料の塗工剤を吐出口から吐出して走行する基材５に塗工し、基材５の表面に電極材料の塗工膜を形成する。塗工処理部１０において基材５の表面に形成される電極材料の塗工膜の厚さは数百ミクロンであり、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工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。塗工処理部１０にて電極材料の塗工膜が形成された基材５は搬送機構８０によって予熱部２０、乾燥部４０、アニール部６０、冷却部７０に順に搬送されて塗工膜の乾燥処理が行われる。
【００３７】
本実施形態の熱処理システム１には、基材５の上に形成された電極材料の塗工膜を加熱する３つのゾーンが設けられている。上流から順に第１の加熱ゾーンである予熱部２０は、基材５の上に形成された塗工膜を昇温し、一定時間の予熱を行う。また、第２の加熱ゾーンである乾燥部４０は、主たる乾燥処理（恒率乾燥）を行う処理部であり、予熱部２０にて予熱された塗工膜を加熱して有機溶剤を蒸発させる。さらに、アニール部６０は、塗工膜をより高温に加熱し、塗工膜になおも残留している有機溶剤を除去（減率乾燥）するとともに、乾燥部４０での乾燥処理で塗工膜中に発生した歪みおよび残留応力を除去する。
【００３８】
図２は予熱部２０および乾燥部４０の概略構成を示す図である。また、図３は予熱部２０の構成を示す図である。予熱部２０は、両端に開口が形成されたチャンバ２１の内側に通気ボックス２５および熱風噴出部３１を備える。また、予熱部２０は、通気ボックス２５に熱風を送給する熱風供給部２７および熱風噴出部３１に熱風を送給する熱風供給部３３を備える。
【００３９】
チャンバ２１は、搬送機構８０によって基材５が搬送される搬送経路ＰＬを囲むように設けられている。チャンバ２１の両端には、基材５が通過するための開口が形成されている。チャンバ２１の内側において、搬送経路ＰＬの下側には、複数の熱風噴出部３１（本実施形態では６個）が基材５の搬送方向（Ｘ方向）に沿って設けられる。また、チャンバ２１の内側において、搬送経路ＰＬの上側には、複数の通気ボックス２５（本実施形態では３個）が基材５の搬送方向に沿って設けられる。予熱部２０のチャンバ２１の長さ（炉長）は特に限定されるものではないが、本実施形態では約１０００ｍｍとしている。
【００４０】
各熱風噴出部３１は、図示を省略する複数の噴出孔を上側に向けて備えている。熱風噴出部３１は、配管３２を介して熱風供給部３３と連通接続されている。熱風供給部３３は、ヒータおよび送風機を備えており、加熱した空気を熱風として熱風噴出部３１に送給する。複数の熱風噴出部３１は、熱風供給部３３から送給された熱風を噴出孔から上側の搬送経路ＰＬに向けて噴出する。
【００４１】
各通気ボックス２５は中空の箱であり、その中空部分が気体が通過可能な通気部２３とされている。通気ボックス２５は耐熱性に優れた金属材料（例えば、ステンレススチール）にて形成されている。本実施形態では、３個の通気ボックス２５が基材５の搬送方向に沿って直列に接続されている。すなわち、基材５の搬送方向に沿って最も上流側（図２，３で最も左側）の通気ボックス２５と中央の通気ボックス２５とが連結管２８で接続され、同様に中央の通気ボックス２５と最も下流側の通気ボックス２５とが連結管２８で接続されている。このため、３つの通気ボックス２５の通気部２３は連結管２８を介して互いに連通接続されている。
【００４２】
また、最も上流側の通気ボックス２５は、送風配管２９を介して熱風供給部２７と連通接続されている。送風配管２９の経路途中には流量調整弁２６が介挿されている。熱風供給部２７は、ヒータおよび送風機を備えており、ヒータにて加熱した空気を送風機によって熱風として送風配管２９に送り出す。送風配管２９に送り出された熱風は最も上流側の通気ボックス２５の通気部２３に流入し、次いで１番目の連結管２８を通過して中央の通気ボックス２５の通気部２３に流入し、さらに２番目の連結管２８を通過して最も下流側の通気ボックス２５の通気部２３に流入する（図３参照）。熱風供給部２７が各通気ボックス２５の通気部２３に熱風を流すことによって、その通気ボックス２５が加熱される。各通気ボックス２５に流れる熱風の流量は流量調整弁２６によって規定されている。最も下流側の通気ボックス２５の通気部２３に流入した熱風は、導風管３５に送り出されて乾燥部４０の上側熱風噴出部４５に供給される。
【００４３】
３個の通気ボックス２５のそれぞれの下面には、加熱されることによって赤外線を放射するセラミックプレート２４が設けられている。セラミックプレート２４は、通気ボックス２５の下面の全面にセラミック溶射を行うことによって形成すれば良い。セラミックプレート２４を構成するセラミック材料としては、アルミナ系、チタニア系、ジルコニア系等の加熱されることによって赤外線を放射するもの、または、これらの混合物を用いることができる。このようなセラミック材料にて構成されたセラミックプレート２４は、加熱されて昇温することによって比較的波長の長い遠赤外線を放射する。なお、通気ボックス２５の下面およびセラミックプレート２４には気体の噴出孔等は設けられていないため、通気部２３に流入した熱風が通気ボックス２５の下面から噴出されることはない。
【００４４】
塗工処理部１０にて電極材料の塗工膜が形成された基材５は、搬送機構８０によって搬送経路ＰＬに沿って予熱部２０に搬送される。図２および図３の（−Ｘ）側から（＋Ｘ）側に向けて基材５が予熱部２０を通過する際に、基材５の上に形成された塗工膜は熱風噴出部３１からの熱風噴出およびセラミックプレート２４からの赤外線放射によって加熱される。すなわち、熱風供給部３３から熱風が送給された熱風噴出部３１が基材５の下方より熱風を吹き付けることによって、直接的には基材５が加熱され、その基材５からの熱伝導によって電極材料の塗工膜が加熱される。また、熱風供給部２７から送給された熱風が３個の通気ボックス２５の通気部２３に流れることによって、各通気ボックス２５の下面に設けられたセラミックプレート２４が加熱され、そのセラミックプレート２４から基材５の上に形成された塗工膜に向けて赤外線が放射される。そして、電極材料の塗工膜は、セラミックプレート２４からの赤外線放射を受けることによって（つまり、熱放射によって）も加熱される。
【００４５】
このような熱風噴出部３１からの熱風噴出およびセラミックプレート２４からの赤外線放射によって上下から加熱されることにより、基材５の上に形成された電極材料の塗工膜が予熱される。本実施形態においては、塗工直後のスラリー状の塗工膜が形成されている基材５の上方からは直接熱風を吹き付けるのではなく、赤外線放射によって加熱している。このため、塗工膜が急速に乾燥されることはなく、塗工膜の表層のみが乾燥して内部は十分に乾燥していないという不具合を防止することができる。また、急速な乾燥に起因した塗工膜の亀裂も防止することができる。さらに、加熱されたセラミックプレート２４から放射される赤外線は比較的波長の長い赤外線であるため、膜厚の厚い塗工膜であっても表層だけでなく内部から均一に加熱することができる。その結果、塗工膜の表層のみが乾燥されるのをより確実に防止することができる。
【００４６】
熱風噴出部３１が基材５の下方より吹き付ける熱風の温度は塗工膜の材料に依存するものの５０℃〜３００℃程度である。一方、熱風供給部２７が最も上流側の通気ボックス２５の通気部２３に送給する熱風の温度は少なくとも熱風噴出部３１が基材５に吹き付ける熱風の温度よりも高温である。このようにしているのは、通気ボックス２５から排出された熱風を乾燥部４０にて再利用するためである。また、通気ボックス２５により高温の熱風を供給した方が赤外線放射による塗工膜の加熱効率も高まる。
【００４７】
また、熱風噴出部３１が基材５の下方より上方に向けて熱風を吹き付けることにより、塗工膜を間接加熱するとともに、熱風の風圧によって基材５に上向きに浮上する力が作用する。これにより、予熱部２０に固有のローラを設けなくとも、補助ローラ８３ａと補助ローラ８３ｂとの間で基材５が撓むことなく、搬送系路ＰＬに沿って（−Ｘ）側から（＋Ｘ）側に向けて搬送される。すなわち、熱風噴出部３１は、熱風を吹き付けることによって基材５の上に形成された塗工膜を加熱することを主たる役割とするものであるが、基材５を浮上搬送させるという搬送機構８０の補助的役割も果たすこととなる。
【００４８】
なお、予熱部２０に設けられる通気ボックス２５および熱風噴出部３１の個数は上記実施形態の例に限定されるものではなく、予熱部２０の長さ等に応じて適宜のものとすることができる。また、予熱部２０の３個の通気ボックス２５における通気順序も上記の例（基材５の搬送方向の上流側から下流側に向けて）に限定されるものではなく、適宜に変更可能である。例えば、上記の例とは逆に、基材５の搬送方向の下流側の通気ボックス２５から上流側の通気ボックス２５（図２，３の右側から左側）に向けて順に熱風を通気するようにしても良い。さらに、３個の通気ボックス２５に直列に順次熱風を通気するのに代えて、並列に個別に熱風を供給するようにしても良い。具体的には、３個の通気ボックス２５のそれぞれに三叉に分岐された導風管３５が接続され、３個の通気ボックス２５に個別に供給された熱風は導風管３５を経て乾燥部４０の上側熱風噴出部４５に供給される。
【００４９】
次に、図４は乾燥部４０の構成を示す図である。乾燥部４０は、両端に開口が形成されたチャンバ４１の内側に上側熱風噴出部４５、下側熱風噴出部５１、上側排気ボックス５６および下側排気ボックス５５を備えて構成される。また、乾燥部４０は、下側熱風噴出部５１に熱風を送給する熱風供給部５３（図２）、上側排気ボックス５６に負圧を与える排気部５８（図４）および下側排気ボックス５５に負圧を与える排気部９３（図４）を備える。
【００５０】
チャンバ４１は、搬送機構８０によって基材５が搬送される搬送経路ＰＬを囲むように設けられている。チャンバ４１の両端には、基材５が搬入される搬入口４１ａおよび搬出される搬出口４１ｂが形成されている。チャンバ４１の内側において、搬送経路ＰＬの上側には、複数の上側熱風噴出部４５（本実施形態では５個）と複数の上側排気ボックス５６（本実施形態では６個）とが搬送経路ＰＬ（Ｘ方向）に沿って交互に配置されている。一方、チャンバ４１の内側において、搬送経路ＰＬの下側には複数の下側熱風噴出部５１（本実施形態では５個）と複数の下側排気ボックス５５（本実施形態では６個）とが同じく搬送経路ＰＬに沿って交互に配置されている。乾燥部４０のチャンバ４１の長さは特に限定されるものではないが、本実施形態では約３０００ｍｍとしている。また、搬入口４１ａおよび搬出口４１ｂの大きさも特に限定されるものではないが、本実施形態では搬送経路ＰＬの上方および下方のそれぞれに約５ｍｍの間隔を確保できる程度（つまり、鉛直方向の大きさが約１０ｍｍ）としている。
【００５１】
搬送経路ＰＬの下側に設けられた５個の下側熱風噴出部５１のそれぞれは、予熱部２０の熱風噴出部３１と同様に、図示を省略する複数の噴出孔を上側に向けて備えている。下側熱風噴出部５１は、配管５２を介して熱風供給部５３と連通接続されている（図２）。すなわち、配管５２の基端側が熱風供給部５３に接続されるとともに、先端側は５つに分岐されてそれぞれが下側熱風噴出部５１に接続される。５つに分岐された配管５２のそれぞれには流量調整弁５４が介挿されている（図４）。熱風供給部５３は、ヒータおよび送風機を備えており、加熱した空気を熱風として下側熱風噴出部５１に送給する。５個の下側熱風噴出部５１のそれぞれに送給される熱風の流量は対応する流量調整弁５４によって個別に調整される。５個の下側熱風噴出部５１は、熱風供給部５３から送給された熱風を噴出孔から上側の搬送経路ＰＬに向けて噴出する。
【００５２】
乾燥部４０では、搬送経路ＰＬの上側に、基材５上の塗工膜に直接熱風を吹き付ける上側熱風噴出部４５を設けている。５個の上側熱風噴出部４５のそれぞれは、整流板４３および噴出ヘッド４６を備えて構成されている。整流板４３は、搬送経路ＰＬと平行になるように設けられた板状部材である。整流板４３は、搬送経路ＰＬと実質的に平行であれば良い。整流板４３には、基材５の幅方向に沿って延びるスリット状の噴出孔が設けられている。
【００５３】
噴出ヘッド４６は、導風管３５に連結されており、導風管３５から供給された熱風を整流板４３の噴出孔から搬送経路ＰＬの基材５に向けて噴出する。図２に示すように、導風管３５の基端側は基材５の搬送方向に沿って最も下流側の通気ボックス２５に連通接続されるとともに、先端側は５つに分岐されてそれぞれが上側熱風噴出部４５の噴出ヘッド４６に連通接続されている。５つに分岐された導風管３５のそれぞれには流量調整弁３６が介挿されている（図４）。これにより、熱風供給部２７から送風配管２９に送り出された熱風は３つの通気ボックス２５の通気部２３を通過した後、導風管３５によって５個の上側熱風噴出部４５に導かれることとなる。このときに、５個の上側熱風噴出部４５のそれぞれに導かれる熱風の流量は対応する流量調整弁３６によって個別に調整される。そして、導風管３５によって上側熱風噴出部４５に導かれた熱風は、噴出ヘッド４６の内部空間を通過して整流板４３の噴出孔から基材５上の塗工膜に向けて噴出される。
【００５４】
また、図４に示すように、５個の上側熱風噴出部４５と５個の下側熱風噴出部５１とが搬送経路ＰＬを挟んで相対向して配置されている。すなわち、５個の上側熱風噴出部４５に１対１で対応して下側熱風噴出部５１が設けられており、各上側熱風噴出部４５の噴出ヘッド４６の直下に下側熱風噴出部５１が配置される。これにより、基材５の上下面の同じ位置に下側熱風噴出部５１および上側熱風噴出部４５から熱風が吹き付けられることとなる。
【００５５】
各上側熱風噴出部４５の整流板４３の下面には、加熱されることによって赤外線を放射するセラミックプレート４２が設けられている。このセラミックプレート４２は、通気ボックス２５の下面に設けられたセラミックプレート２４と同様のものである。すなわち、セラミックプレート４２を構成するセラミック材料としては、アルミナ系、チタニア系、ジルコニア系等の加熱されることによって赤外線を放射するもの、または、これらの混合物を用いることができる。そして、これらの材料を用いて整流板４３の下面にセラミック溶射を行うことによりセラミックプレート４２が形成される。
【００５６】
また、５個の上側熱風噴出部４５に対して６個の上側排気ボックス５６が設けられ、隣り合って配置された上側排気ボックス５６の間に上側熱風噴出部４５が設けられている。各上側排気ボックス５６は、基材５の幅方向に沿って延びる吸引口を下端に備えている。各上側排気ボックス５６は、排気管５７を介して排気部５８と連通接続されている。すなわち、排気管５７の基端側が排気部５８に接続されるとともに、先端側は６つに分岐されてそれぞれが上側排気ボックス５６に接続される。６つに分岐された排気管５７のそれぞれには流量調整弁９１が介挿されている。排気部５８は、吸引用のブロワーを備えており、排気管５７を介して上側排気ボックス５６に負圧を付与する。これにより、上側排気ボックス５６は、下端の吸引口周辺の雰囲気を吸引して排気管５７へと排出する。６個の上側排気ボックス５６のそれぞれが吸引する気体の排気流量は対応する流量調整弁９１によって個別に調整される。
【００５７】
同様に、搬送経路ＰＬの下方においても、５個の下側熱風噴出部５１に対して６個の下側排気ボックス５５が設けられ、隣り合って配置された下側排気ボックス５５の間に下側熱風噴出部５１が設けられている。各下側排気ボックス５５は、基材５の幅方向に沿って延びる吸引口を上端に備えている。下側排気ボックス５５は、排気管９２を介して排気部９３と連通接続されている。すなわち、排気管９２の基端側が排気部９３に接続されるとともに、先端側は６つに分岐されてそれぞれが下側排気ボックス５５に接続される。６つに分岐された排気管９２のそれぞれには流量調整弁９４が介挿されている。排気部９３は、吸引用のブロワーを備えており、排気管９２を介して下側排気ボックス５５に負圧を付与する。これにより、下側排気ボックス５５は、上端の吸引口周辺の雰囲気を吸引して排気管９２へと排出する。６個の下側排気ボックス５５のそれぞれが吸引する気体の排気流量は対応する流量調整弁９４によって個別に調整される。また、本実施形態においては、排気管９２の周囲を外管８５によって覆っているが、これについてはさらに後述する。
【００５８】
図４に示すように、６個の上側排気ボックス５６と６個の下側排気ボックス５５とが搬送経路ＰＬを挟んで相対向して配置されている。すなわち、６個の上側排気ボックス５６に１対１で対応して下側排気ボックス５５が設けられており、６個の上側排気ボックス５６のそれぞれの直下に下側排気ボックス５５が配置されている。これにより、基材５の上下面の同じ位置から上側排気ボックス５６および下側排気ボックス５５による気体吸引が行われることとなる。
【００５９】
予熱部２０にて電極材料の塗工膜が予熱された基材５は、搬送機構８０によって搬送経路ＰＬに沿って乾燥部４０の搬入口４１ａから搬出口４１ｂに向けて搬送される。図２および図４の（−Ｘ）側から（＋Ｘ）側に向けて基材５が乾燥部４０を通過する際に、予熱部２０で暖められた塗工膜は上側熱風噴出部４５および下側熱風噴出部５１からの熱風噴出によって加熱される。すなわち、熱風供給部５３から熱風が送給された下側熱風噴出部５１が基材５の下方より熱風を吹き付けることによって、直接的には基材５が加熱され、その基材５からの熱伝導によって電極材料の塗工膜が加熱される。下側熱風噴出部５１から基材５の下面に吹き付けられた熱風は、下側熱風噴出部５１の両隣に設けられた下側排気ボックス５５によって回収される。また、予熱部２０の通気ボックス２５から導風管３５を経て導かれた熱風が上側熱風噴出部４５から基材５の上方より吹き付けられることによって、塗工膜が熱風により直接加熱される。
【００６０】
図４に示すように、上側熱風噴出部４５の噴出ヘッド４６から基材５の上面に吹き付けられた熱風は、搬送経路ＰＬと平行に設けられた整流板４３と基材５との間を基材５の搬送方向（Ｘ方向）に沿って流れ、上側熱風噴出部４５の両隣に設けられた上側排気ボックス５６に回収される。整流板４３と基材５との間を熱風が流れるため、基材５の上に形成された塗工膜は湿度の少ない熱風と接触し続けることとなり、効率良く塗工膜を加熱乾燥することができる。また、熱風の温度低下を最小限に抑制することができる。さらに、整流板４３と基材５との間を熱風が流れる際に、整流板４３の下面に設けられたセラミックプレート４２も加熱されることとなる。その結果、加熱されたセラミックプレート４２から基材５の上に形成された塗工膜に向けて赤外線が放射され、それによっても塗工膜が加熱される。
【００６１】
このような上側熱風噴出部４５および下側熱風噴出部５１からの熱風噴出、さらにはセラミックプレート４２からの赤外線放射によって基材５の上に形成された電極材料の塗工膜が上下から加熱されることにより、塗工膜から有機溶剤（本実施形態ではＮＭＰ）が蒸発して乾燥処理が進行する。乾燥部４０においては、塗工膜に直接熱風を吹き付けることとなるが、既に予熱部２０にて予熱後の塗工膜に熱風を吹き付けているため、塗工膜の急速な乾燥に起因した亀裂等の不具合が生じるおそれはない。むしろ、予熱部２０にて予熱された塗工膜に乾燥部４０で直接熱風を吹き付けることにより、有機溶剤の蒸発を促進して塗工膜を効率良く乾燥させることができる。
【００６２】
また、５個の下側熱風噴出部５１が基材５の下方より上方に向けて熱風を吹き付けることにより、塗工膜を間接加熱するとともに、熱風の風圧によって基材５に上向きに浮上する力が作用する。これにより、予熱部２０におけるのと同様に、乾燥部４０に固有のローラを設けなくとも、補助ローラ８３ｂと補助ローラ８３ｃとの間で基材５が撓むことなく、搬送系路ＰＬに沿って（−Ｘ）側から（＋Ｘ）側に向けて搬送される。すなわち、下側熱風噴出部５１は、基材５を浮上搬送させるという搬送機構８０の補助的役割も果たすこととなる。
【００６３】
さらに、５個の上側熱風噴出部４５と５個の下側熱風噴出部５１とが搬送経路ＰＬを挟んで相対向して配置されているため、下側熱風噴出部５１から基材５の下面に熱風が吹き付けられる位置の反対面側（上面側）に上側熱風噴出部４５から熱風が吹き付けられる。同じく、６個の上側排気ボックス５６と６個の下側排気ボックス５５とが搬送経路ＰＬを挟んで相対向して配置されているため、下側排気ボックス５５による気体吸引が行われる基材５の下面の位置の反対面側においても上側排気ボックス５６による気体吸引が行われる。このため、基材５の上下面の同じ位置に上下から熱風が吹き付けられるとともに、気体吸引が行われることとなり、基材５の波うちを防止して安定して基材５を搬送することができる。
【００６４】
ところで、本実施形態においては、予熱部２０にて３つの通気ボックス２５を通過した熱風を導風管３５によって乾燥部４０の上側熱風噴出部４５に導いている。そして、上側熱風噴出部４５は通気ボックス２５の通気部２３から排出された熱風を基材５に吹き付けている。すなわち、予熱部２０にてセラミックプレート２４を加熱して赤外線を放射させるのに使用された熱風を乾燥部４０にて基材５の塗工膜に直接吹き付けることによって、熱風を再利用しているのである。このため、予熱部２０および乾燥部４０におけるトータルとしての熱風消費量の増大を抑制することができる。
【００６５】
３つの通気ボックス２５を通過してから導風管３５を流れる過程で熱風の温度低下は避けられない。このため、熱風供給部２７が最も上流側の通気ボックス２５の通気部２３に送給する熱風の温度を熱風噴出部３１が基材５に吹き付ける熱風の温度よりも高温としている。具体的には、導風管３５に導かれて上側熱風噴出部４５から基材５に吹き付けられる熱風の温度が下側熱風噴出部５１から基材５に吹き付けられる熱風の温度と同程度となるような温度の熱風を熱風供給部２７が送給すれば良い。なお、下側熱風噴出部５１が基材５に吹き付ける熱風の温度は、熱風噴出部３１が基材５に吹き付ける熱風の温度と同じ５０℃〜３００℃程度である（塗工膜の材料に依存する）。
【００６６】
次に、図５はアニール部６０の構成を示す図である。アニール部６０は、両端に開口が形成されたチャンバ６４の内側に下側熱風噴出部６１、上側熱風噴出部６５、上側排気ボックス６６および下側排気ボックス６９を備える。また、アニール部６０は、下側熱風噴出部６１に熱風を送給する熱風供給部６３および上側熱風噴出部６５に熱風を送給する熱風供給部６８を備える。
【００６７】
チャンバ６４は、搬送機構８０によって基材５が搬送される搬送経路ＰＬを囲むように設けられている。チャンバ６４の両端には、基材５が通過するための開口が形成されている。チャンバ６４の内側において、搬送経路ＰＬの下側には、複数の下側熱風噴出部６１（本実施形態では３個）と複数の下側排気ボックス６９（本実施形態では４個）とが基材５の搬送方向（Ｘ方向）に沿って交互に設けられる。また、チャンバ６４の内側において、搬送経路ＰＬの上側には、複数の上側熱風噴出部６５（本実施形態では３個）と複数の上側排気ボックス６６（本実施形態では４個）とが基材５の搬送方向に沿って交互に設けられる。アニール部６０のチャンバ６４の長さは特に限定されるものではないが、本実施形態では約２０００ｍｍとしている。
【００６８】
搬送経路ＰＬの下側に設けられた３個の下側熱風噴出部６１のそれぞれは、乾燥部４０の下側熱風噴出部５１と同様に、図示を省略する複数の噴出孔を上側に向けて備えている。下側熱風噴出部６１は、配管６２を介して熱風供給部６３と連通接続されている。熱風供給部６３は、ヒータおよび送風機を備えており、加熱した空気を熱風として下側熱風噴出部６１に送給する。複数の下側熱風噴出部６１は、熱風供給部６３から送給された熱風を噴出孔から上側の搬送経路ＰＬに向けて噴出する。
【００６９】
搬送経路ＰＬの上側に設けられた３個の上側熱風噴出部６５のそれぞれは、乾燥部４０の上側熱風噴出部４５と同様のものである。すなわち、各上側熱風噴出部６５は、搬送経路ＰＬと平行な整流板に噴出ヘッドを連結して構成されている。また、各上側熱風噴出部６５の整流板の下面には、加熱されることによって赤外線を放射するセラミックプレートが設けられている。但し、アニール部６０においては、上側熱風噴出部６５が配管６７を介して熱風供給部６８と連通接続されている。熱風供給部６８は、ヒータおよび送風機を備えており、加熱した空気を熱風として上側熱風噴出部６５に送給する。複数の上側熱風噴出部６５は、熱風供給部６８から送給された熱風を下側の搬送経路ＰＬに向けて噴出する。
【００７０】
基材５の搬送方向（Ｘ方向）に沿って隣り合って配置された上側熱風噴出部６５の間に上側排気ボックス６６が設けられている。また、上側排気ボックス６６は、上側熱風噴出部６５の配列の両端にも設けられている。すなわち、３個の上側熱風噴出部６５に対して４個の上側排気ボックス６６が設けられており、チャンバ６４の両端開口に最も近い位置には上側排気ボックス６６が配置される。各上側排気ボックス６６は、乾燥部４０の上側排気ボックス５６と同様のものであり、図示を省略する排気部と連通接続されている。
【００７１】
一方、基材５の搬送方向に沿って隣り合って配置された下側熱風噴出部６１の間に下側排気ボックス６９が設けられている。下側排気ボックス６９は、下側熱風噴出部６１の配列の両端にも設けられている。すなわち、３個の下側熱風噴出部６１に対して４個の下側排気ボックス６９が設けられており、チャンバ６４の両端開口に最も近い位置には下側排気ボックス６９が配置される。各下側排気ボックス６９は、図示を省略する排気部と連通接続されている。
【００７２】
また、乾燥部４０と同様に、３個の上側熱風噴出部６５と３個の下側熱風噴出部６１とが搬送経路ＰＬを挟んで相対向して配置されるとともに、４個の上側排気ボックス６６と４個の下側排気ボックス６９とが搬送経路ＰＬを挟んで相対向して配置されている。これにより、基材５の上下面の同じ位置に上下から熱風が吹き付けられるとともに、気体吸引が行われることとなり、アニール部６０における基材５の搬送を安定させることができる。
【００７３】
乾燥部４０にて電極材料の塗工膜の乾燥処理が行われた基材５は、搬送機構８０によって搬送経路ＰＬに沿って乾燥部４０からアニール部６０に向けて搬送される。基材５がアニール部６０を通過する際に、塗工膜は上側熱風噴出部６５および下側熱風噴出部６１からの熱風噴出によってさらに加熱される。すなわち、熱風供給部６３から熱風が送給された下側熱風噴出部６１が基材５の下方より熱風を吹き付けることによって、直接的には基材５が加熱され、その基材５からの熱伝導によって電極材料の塗工膜が加熱される。下側熱風噴出部６１から基材５の下面に吹き付けられた熱風は、下側熱風噴出部６１の両隣に設けられた下側排気ボックス６９によって回収される。また、熱風供給部６８から熱風が送給された上側熱風噴出部６５が基材５の上方より熱風を吹き付けることによって、塗工膜が熱風により直接加熱される。上側熱風噴出部６５および下側熱風噴出部６１が基材５に吹き付ける熱風の温度は、乾燥部４０の上側熱風噴出部４５および下側熱風噴出部５１が吹き付ける熱風の温度よりも高温である。
【００７４】
上側熱風噴出部６５から基材５の上面に吹き付けられた熱風は、整流板と基材５との間をＸ方向に沿って流れ、上側熱風噴出部６５の両隣に設けられた排気ボックス６６に回収される。整流板と基材５との間を熱風が流れるため、基材５の上に形成された塗工膜は湿度の少ない熱風と接触し続けることとなり、効率良く塗工膜を加熱乾燥することができる。また、整流板と基材５との間を熱風が流れることによって、整流板の下面に設けられたセラミックプレートも加熱されることとなり、その結果、加熱されたセラミックプレートから赤外線が放射されて塗工膜が加熱される。
【００７５】
このような上側熱風噴出部６５および下側熱風噴出部６１からの熱風噴出、さらにはセラミックプレートからの赤外線放射によって基材５の上に形成された電極材料の塗工膜が上下から加熱されることにより、塗工膜は乾燥処理時よりもさらに高温に加熱され、乾燥部４０での乾燥処理で塗工膜中に発生した歪みおよび残留応力が除去される。また、塗工膜中に若干残留していた有機溶剤も完全に蒸発する。アニール部６０でも塗工膜に直接熱風を吹き付けることとなるが、既に乾燥された塗工膜に熱風を吹き付けているため、急速な乾燥に起因した亀裂等の不具合が生じるおそれはない。
【００７６】
また、下側熱風噴出部６１が基材５の下方より上方に向けて熱風を吹き付けることにより、熱風の風圧によって基材５に上向きに浮上する力が作用する。これにより、予熱部２０および乾燥部４０におけるのと同様に、下側熱風噴出部６１は、基材５を浮上搬送させるという搬送機構８０の補助的役割も果たすこととなる。
【００７７】
次に、図６は冷却部７０の構成を示す図である。冷却部７０は、乾燥処理後の基材５を冷却する。冷却部７０は、両端に開口が形成されたチャンバ７４の内側に下側冷風噴出部７１、上側冷風噴出部７５および排気ボックス７６を備える。また、冷却部７０は、下側冷風噴出部７１に常温のドライエアを送給する冷風供給部７３および上側冷風噴出部７５にドライエアを送給する冷風供給部７８を備える。
【００７８】
チャンバ７４は、搬送機構８０によって基材５が搬送される搬送経路ＰＬを囲むように設けられている。チャンバ７４の両端には、基材５が通過するための開口が形成されている。チャンバ７４の内側において、搬送経路ＰＬの下側には、複数の下側冷風噴出部７１（本実施形態では３個）が基材５の搬送方向（Ｘ方向）に沿って設けられる。また、チャンバ７４の内側において、搬送経路ＰＬの上側には、複数の上側冷風噴出部７５（本実施形態では３個）と複数の排気ボックス７６（本実施形態では４個）とが基材５の搬送方向に沿って交互に設けられる。冷却部７０のチャンバ７４の長さは特に限定されるものではないが、本実施形態では約１０００ｍｍとしている。
【００７９】
搬送経路ＰＬの下側に設けられた３個の下側冷風噴出部７１のそれぞれは、図示を省略する複数の噴出孔を上側に向けて備えている。下側冷風噴出部７１は、配管７２を介して冷風供給部７３と連通接続されている。冷風供給部７３は、送風機および除湿器を備えており、常温のドライエアを下側冷風噴出部７１に送給する。複数の下側冷風噴出部７１は、冷風供給部７３から送給されたドライエアを噴出孔から上側の搬送経路ＰＬに向けて噴出する。
【００８０】
一方、搬送経路ＰＬの上側に設けられた３個の上側冷風噴出部７５のそれぞれの構成は、乾燥部４０の上側熱風噴出部４５の構成と概ね同様である。すなわち、各上側冷風噴出部７５は、搬送経路ＰＬと平行な整流板に噴出ヘッドを連結して構成されている。但し、冷却部７０の上側冷風噴出部７５にはセラミックプレートは設けられていない。また、冷却部７０においては、上側冷風噴出部７５が配管７７を介して冷風供給部７８と連通接続されている。冷風供給部７８は、送風機および除湿器を備えており、常温のドライエアを上側冷風噴出部７５に送給する。複数の上側冷風噴出部７５は、冷風供給部７８から送給されたドライエアを下側の搬送経路ＰＬに向けて噴出する。
【００８１】
また、上側冷風噴出部７５と下側冷風噴出部７１とが搬送経路ＰＬを挟んで相対向して配置されている。これにより、基材５の上下面の同じ位置に上下から風圧が作用することとなり、冷却部７０における基材５の搬送を安定させることができる。
【００８２】
基材５の搬送方向（Ｘ方向）に沿って隣り合って配置された上側冷風噴出部７５の間に排気ボックス７６が設けられている。また、排気ボックス７６は、上側冷風噴出部７５の配列の両端にも設けられている。すなわち、３個の上側冷風噴出部７５に対して４個の排気ボックス７６が設けられている。各排気ボックス７６は、乾燥部４０の排気ボックス５６と同様のものである。
【００８３】
予熱部２０からアニール部６０にかけて電極材料の塗工膜の加熱処理が行われた基材５は、搬送機構８０によって搬送経路ＰＬに沿ってアニール部６０から冷却部７０に向けて搬送される。基材５が冷却部７０を通過する際に、高温の塗工膜は上側冷風噴出部７５および下側冷風噴出部７１からのドライエア噴出によって冷却される。すなわち、冷風供給部７３から常温のドライエアが送給された下側冷風噴出部７１が基材５の下方よりドライエアを吹き付けることによって、直接的には基材５が冷却され、塗工膜から基材５に熱伝導が生じることによって塗工膜が冷却される。また、冷風供給部７８から常温のドライエアが送給された上側冷風噴出部７５が基材５の上方よりドライエアを吹き付けることによって、塗工膜が直接冷却される。
【００８４】
上側冷風噴出部７５から基材５の上面に吹き付けられたドライエアは、整流板と基材５との間をＸ方向に沿って流れ、上側冷風噴出部７５の両隣に設けられた排気ボックス７６に回収される。整流板と基材５との間をドライエアが流れるため、基材５の上に形成された塗工膜は常温のドライエアと接触し続けることとなり、効率良く塗工膜を冷却することができる。
【００８５】
このような上側冷風噴出部７５および下側冷風噴出部７１からのドライエア噴出によって基材５の上に形成された電極材料の塗工膜が上下から冷却されることにより、乾燥処理後の塗工膜の温度が急速に低下する。上側冷風噴出部７５および下側冷風噴出部７１から噴出するドライエアの流量は、塗工膜に歪みが生じない程度の冷却速度とすれば良い。また、冷却部７０では、必ずしも基材５を常温まで冷却する必要はなく、巻き取りローラ８２が巻き取り可能な程度にまで冷却すれば足りる。
【００８６】
また、下側冷風噴出部７１が基材５の下方より上方に向けてドライエアを吹き付けることにより、ドライエアの風圧によって基材５に上向きに浮上する力が作用する。これにより、予熱部２０からアニール部６０におけるのと同様に、下側冷風噴出部７１は、基材５を浮上搬送させるという搬送機構８０の補助的役割をも果たすこととなる。冷却処理のなされた基材５は巻き取りローラ８２によって巻き取られる。なお、基材５の片面に対する電極材料の塗工膜形成が終了した後、その基材５を反転させて再び巻き出しローラ８１から塗工処理部１０、予熱部２０、乾燥部４０、アニール部６０、冷却部７０の順に搬送し、反対面に対する電極材料の塗工膜形成を行うようにしても良い。
【００８７】
続いて、乾燥部４０の排気管９２を覆うように設けられた外管８５を用いた廃熱回収について説明する。図７は、廃熱回収システムの概略構成を示す図である。上述の通り、有機溶剤であるＮＭＰを含む塗工剤が塗工された基材５を収容する乾燥部４０のチャンバ４１には、下側熱風噴出部５１および下側排気ボックス５５が設けられている。下側熱風噴出部５１は、配管５２を介して熱風供給部５３と連通接続されている。熱風供給部５３は、下側熱風噴出部５１からチャンバ４１内に熱風を供給する。下側熱風噴出部５１から基材５の下面に吹き付けられた熱風は、下側熱風噴出部５１の両隣に設けられた下側排気ボックス５５によって回収される。そして、下側排気ボックス５５に回収された熱風は、下側排気ボックス５５に連通接続された（つまり、チャンバ４１の内部空間に連通接続された）排気管９２を通過して排気ガスとして排気部９３に排出される。
【００８８】
排気管９２を流れる排気ガスは、チャンバ４１内の雰囲気が排気されたものであり、高温であるとともに、基材５の塗工膜から蒸発した有機溶剤を含んでいる。省エネルギーの観点からは、高温の排気ガスの熱を回収して再利用するのが好ましいが、排気ガスをそのまま供給用の気体として循環利用すると有機溶剤も循環することとなるため、チャンバ４１内における有機溶剤の濃度が限界値を超えて高くなるおそれがある。
【００８９】
このため、本実施形態においては、排気管９２の周囲に外管８５を設けている。図８は、排気管９２および外管８５を長手方向で切断した断面図である。また、図９は、排気管９２および外管８５を図８のＡ−Ａ断面から見た図である。外管８５は、円筒状の排気管９２の外壁と空間９９を隔てるように排気管９２を覆う略円筒形状の中空の管状部材である。外管８５の長手方向両端は開口されており、両端開口のそれぞれが外気の取り込み口８５ａ，８５ｂとされている。図８に示すように、外管８５の両端のそれぞれに形成された取り込み口８５ａ，８５ｂの口径は外管８５の中央部の内径よりも小さい。
【００９０】
また、図９に示すように、外管８５の内壁面と排気管９２の外壁面との間には複数のスペーサ９８が挟み込まれている。スペーサ９８は、外管８５の内壁面と排気管９２の外壁面との間隔を一定に保つための部材である。スペーサ９８の形状は、例えば円筒形状とすることができるが、これに限定されるものではなく、四角柱形状など他の形状であっても良い。また、本実施形態では、外管８５の周方向に沿って４個のスペーサ９８を設けるようにしているが、これに限定されるものではなく、任意の個数とすることができる。さらに、外管８５の長手方向に沿った複数の箇所にスペーサ９８を設けるようにしても良い。
【００９１】
外管８５は、金属管８５２および断熱材８５１を備える。断熱材８５１は金属管８５２の外壁に被覆される。外管８５の内側を金属管８５２としているのは、排気管９２から有機溶剤の雰囲気が漏出した場合を考慮したものである。金属管８５２は、耐熱性に優れた金属、例えばステンレススチールにて形成すれば良いが、これに限定されるものではなく、アルミニウム合金など他の金属素材によって形成するようにしても良い。断熱材８５１としては、例えばグラスウール、シリコン系発泡ゴムなどを用いることができる。
【００９２】
また、排気管９２は、耐熱性および有機溶剤に対する耐性に優れ、かつ、熱伝導率の高い金属素材、例えばアルミニウム合金によって形成するのが好ましい。排気管９２の素材もアルミニウム合金に限定されるものではなく、ステンレススチールなど他の金属素材によって形成するようにしても良い。
【００９３】
図７に戻り、排気管９２の外壁と外管８５の内壁との間に形成された空間９９と熱風供給部５３とは循環管８６によって連通接続されている。循環管８６の経路途中には、送風機８７およびフィルタ８８が介挿されている。また、循環管８６の経路途中には、有機溶剤検出センサ８９が設けられている。送風機８７は、排気管９２と外管８５との間の空間９９から熱風供給部５３に向けて循環管８６の流路に沿って気体を送風する。フィルタ８８は、循環管８６を流れる気体からパーティクルなどを除去する。
【００９４】
また、有機溶剤検出センサ８９は、循環管８６を流れる気体中における有機溶剤の濃度を検出する。その検出結果は、有機溶剤検出センサ８９から制御部９０に伝達される。制御部９０は、熱処理システム１に設けられた各部の機構を制御しており、そのハードウェア構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、制御部９０は、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭおよび制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクを備えて構成される。制御部９０のＣＰＵが所定の処理プログラムを実行することによって熱処理システム１における処理が進行する。
【００９５】
図１０は、循環管８６を長手方向で切断した断面図である。循環管８６は、外管８５の金属管８５２と同様の金属素材にて形成すれば良い。循環管８６の外壁には断熱材８６１が設けられている。この循環管８６の断熱材８６１としては、例えばグラスウール、シリコン系発泡ゴムなどを用いることができる。
【００９６】
チャンバ４１内の雰囲気を排気管９２を通して排気するときに、送風機８７を作動させて排気管９２と外管８５との間の空間９９から熱風供給部５３に向けて気体を送る。送風機８７を作動させることによって、外管８５の両端の取り込み口８５ａ，８５ｂに負圧が作用し、取り込み口８５ａ，８５ｂから空間９９に外気が取り込まれる。外管８５の内側の空間９９においては、排気管９２を流れる高温の排気ガスと空間９９に取り込まれた気体との間で排気管９２を介した熱交換が行われる。これにより、排気管９２を流れる排気ガスの温度が低下するとともに、空間９９を流れる気体の温度が上昇する。
【００９７】
本実施形態においては、排気管９２を熱伝導に優れたアルミニウム合金又はステンレススチールにて形成しているため、排気管９２を流れる排気ガスと外管８５に取り込まれた気体との間における熱交換の効率を高めることができる。また、外気の取り込み口８５ａ，８５ｂの口径が外管８５の中央部の内径よりも小さいため、外管８５の両端近傍においては取り込まれた気体が乱流となり、排気管９２の外壁面との熱交換効率をより高めることができる。さらに、外管８５の内壁面と排気管９２の外壁面との間隔を一定に保つために設けられたスペーサ９８は、外管８５の内側の空間９９に配置されており、空間９９を流れる気流を乱して乱流とする乱流形成部材としても機能する。これにより、外管８５の両端部よりも内側の領域においても空間９９を流れる気体が乱流となり、排気管９２の外壁面との熱交換効率を高めることができる。
【００９８】
取り込み口８５ａ，８５ｂから取り込まれて外管８５の内側の空間９９を流れる過程で排気ガスとの熱交換によって昇温した気体は、循環管８６に流れ込んで送風機８７によって熱風供給部５３へと送り出される。外管８５は、金属管８５２の外壁に断熱材８５１を被覆して構成されるため、熱交換によって昇温した気体からの熱の放散を最小限に抑制し、空間９９内の気体の温度低下を防止することができる。また、外気の取り込み口８５ａ，８５ｂの口径が外管８５の中央部の内径よりも小さく絞られているため、空間９９で昇温した気体が外管８５の外部に流出するのを抑制することができる。さらに、循環管８６の外壁にも断熱材８６１が設けられているため、外管８５を流れる過程で昇温した気体が循環管８６で温度低下するのを防止することができる。
【００９９】
循環管８６に送り出された気体はフィルタ８８を通過することによってパーティクルなどが取り除かれて清浄度が高くなる。また、循環管８６を流れる気体中における有機溶剤の濃度は有機溶剤検出センサ８９によって検出され、制御部９０に伝達される。
【０１００】
循環管８６から熱風供給部５３に送給された気体は、熱風供給部５３のヒータによって所定温度に再加熱され、配管５２を通って乾燥部４０の下側熱風噴出部５１からチャンバ４１内に供給される。下側熱風噴出部５１から噴出された熱風は下側排気ボックス５５によって回収されて排気管９２へと排出され、上述と同様の熱交換が繰り返される。
【０１０１】
このようにすれば、チャンバ４１から排出された高温の排気ガスの熱エネルギーを回収して外管８５の取り込み口８５ａ，８５ｂから新たに取り込んだ気体を加熱し、その昇温した気体を熱風供給部５３に送給してチャンバ４１に供給する熱風として利用しているため、常温の外気を熱風に昇温するのと比較して熱風供給部５３のヒータによる加熱が少なくて済み、エネルギー消費量を抑制することができる。その結果、乾燥部４０およびそれを組み込んだ熱処理システム１におけるエネルギー消費効率を優れたものとすることができる。
【０１０２】
また、外管８５は排気管９２の外壁と空間９９を隔てるように設けられており、空間９９と排気管９２の内部流路とは排気管９２の管壁によって完全に雰囲気分離されている。従って、排気管９２の内部を流れる排気ガスと外管８５に取り入れられた外気とが互いに混合することはなく、循環管８６から熱風供給部５３へと送給される気体に有機溶剤の蒸気が混入することは防止される。その結果、熱風供給部５３からチャンバ４１に供給される熱風中の有機溶剤の濃度上昇を抑制することができる。
【０１０３】
仮に、万一排気管９２の劣化等によってチャンバ４１から排出された有機溶剤を含む排気ガスが外管８５の内側の空間９９に混入した場合には、循環管８６から熱風供給部５３へと向かう気体中の有機溶剤の濃度が上昇する。循環管８６を流れる気体中における有機溶剤の濃度は有機溶剤検出センサ８９によって逐次検出されて制御部９０に伝達されている。有機溶剤検出センサ８９によって検出された有機溶剤濃度が予め設定された警告閾値（第１の設定値）を超えたときには、制御部９０が警告を発報する。例えば、制御部９０の制御によって、警告音を発する、警告灯を点灯させる、モニターに警告メッセージを表示するなどを行う。
【０１０４】
また、有機溶剤検出センサ８９によって検出された有機溶剤濃度が予め設定された停止閾値（第２の設定値）を超えたときには、制御部９０が乾燥部４０または熱処理システム１の全体を停止させる。これらの警告閾値および停止閾値は予め制御部９０の記憶部に記憶されている。なお、停止閾値は警告閾値よりも大きく、例えば有機溶剤がＮＭＰであれば、停止閾値を０．６vol％とし、警告閾値を０．２５vol％とすることができる。
【０１０５】
このように有機溶剤検出センサ８９によって循環管８６を流れる気体中における有機溶剤濃度を監視することにより、チャンバ４１に供給される熱風中の有機溶剤の濃度上昇を抑制することができる。また、仮に排気管９２から空間９９に有機溶剤の蒸気が漏出した場合であっても、有機溶剤検出センサ８９によって循環管８６を流れる気体中における有機溶剤濃度を測定し、その測定値が上昇したときには段階的に警告発報、装置停止の措置を講じることとなるため、爆発や火災を確実に防止することができる。
【０１０６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態においては、乾燥部４０の下側排気ボックス５５から排出された高温の排気ガスを用いて熱交換を行っていたが、予熱部２０、乾燥部４０およびアニール部６０における他の排気ボックスから排出された排気ガスから上記実施形態と同様にして廃熱回収を行うようにしても良い。但し、乾燥部４０の上側熱風噴出部４５には予熱部２０にて通気ボックス２５を通過した熱風が供給されているため、乾燥部４０の上側排気ボックス５６から排出された排気ガスから回収した熱によって加熱した気体は予熱部２０の熱風供給部２７に供給すれば良い。
【０１０７】
また、上記実施形態においては、外管８５の両端に取り込み口８５ａ，８５ｂを設けていたが、外管８５の一端を閉塞して他端のみを開口して外気の取り込み口を形成するようにしても良い。もっとも、外管８５における熱交換の効率は、排気管９２の内部を流れる排気ガスの温度と排気管９２の外壁に接する空間９９の気体の温度との温度差によって支配され、その温度差が大きいほど熱交換の効率が高まる。この観点からは、上記実施形態のように、外管８５の両端に取り込み口８５ａ，８５ｂを設けておいた方が外気と排気ガスとの温度差が大きくなる領域が増すために熱交換の効率が高くなる。
【０１０８】
また、上記実施形態においては、外管８５の内壁面と排気管９２の外壁面との間隔を一定に保つためのスペーサ９８に空間９９を流れる気流を乱して乱流とする役割を担わせていたが、これに代えてまたはこれと併せて、専用の乱流形成部材を空間９９に設けるようにしても良い。このような乱流形成部材としては、例えば外管８５の内壁面に突起を設けるようにすれば良い。
【０１０９】
また、外管８５の形状は直管状に限定されるものではなく、排気管９２の形状に沿ったものとすれば良い。例えば、排気管９２が屈曲して配設されている場合には、それに合わせて外管８５の形状も屈曲したものとすれば良い。また、本実施形態のように、複数の下側排気ボックス５５に対応して複数の排気管９２が設けられている場合には、それぞれの排気管９２ごとに外管８５を設けるようにしても良い。さらに、複数の排気管９２が設けられている場合には、外管８５に代えてそれらの全体を覆う箱状部材を設けるようにしても良い。
【０１１０】
また、上記実施形態においては、予熱部２０にてセラミックプレート２４を加熱するのに使用された熱風を乾燥部４０の上側熱風噴出部４５に供給して再利用するようにしていたが、アニール部６０と同様に、上側熱風噴出部４５に専用の熱風供給部を設け、そこから上側熱風噴出部４５に熱風を送給するようにしても良い。この場合、乾燥部４０の上側排気ボックス５６から排出された排気ガスから回収した熱によって加熱した気体はその上側熱風噴出部４５に専用の熱風供給部に供給する。
【０１１１】
また、乾燥部４０に設けられる上側熱風噴出部４５、上側排気ボックス５６、下側熱風噴出部５１および下側排気ボックス５５の個数は上記実施形態の例に限定されるものではなく、乾燥部４０の長さ等に応じて適宜のものとすることができる。同様に、アニール部６０および冷却部７０に設けられる風噴出部の個数も上記実施形態の例に限定されるものではなく、適宜のものとすることができる。
【０１１２】
また、上記実施形態の熱処理システム１においては、基材５の上に形成された電極材料の塗工膜を加熱する３つのゾーン（予熱部２０、乾燥部４０、アニール部６０）を設けていたが、塗工膜の乾燥処理という観点からは、アニール部６０は必ずしも必須の要素ではない。例えば、塗工膜の材料が乾燥処理時にほとんど歪み等が生じないものであれば、塗工膜の乾燥処理を行う乾燥装置としては予熱部２０および乾燥部４０を備えていれば足りる。
【０１１３】
また、本発明に係る技術を用いて乾燥処理を行う対象となる塗工膜はリチウムイオン二次電池の電極材料膜に限定されるものではなく、例えば太陽電池材料（電極材、封止材）の塗工膜または電子材料の絶縁膜や保護膜であっても良い。比較的粘度の高い材料を厚く塗工した塗工膜を乾燥させるのに本発明に係る技術を好適に適用することができる。よって、顔料や接着剤の塗工膜を乾燥させるのに、本発明に係る技術を用いるようにしても良い。
【符号の説明】
【０１１４】
１  熱処理システム
５  基材
１０  塗工処理部
１１  塗工ノズル
２０  予熱部
２１，４１，６４，７４  チャンバ
２３  通気部
２４，４２  セラミックプレート
２５  通気ボックス
２７，３３，５３，６３，６８  熱風供給部
３５  導風管
４０  乾燥部
４３  整流板
４５，６５  上側熱風噴出部
４６  噴出ヘッド
５１，６１  下側熱風噴出部
５５，６９  下側排気ボックス
５６，６６  上側排気ボックス
５７，９２  排気管
５８，９３  排気部
６０  アニール部
７０  冷却部
８０  搬送機構
８３ａ〜８３ｅ  補助ローラ
８５  外管
８５ａ，８５ｂ  取り込み口
８６  循環管
８７  送風機
８８  フィルタ
８９  有機溶剤検出センサ
９０  制御部
９８  スペーサ
９９  空間
８５１，８６１  断熱材
８５２  金属管
ＰＬ  搬送経路
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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