(57)【要約】【課題】基材に塗工された塗工剤の乾燥状況を把握できるようにすることで、乾燥条件を適切に決定する技術を提供する。【解決手段】乾燥装置１００は、金属箔５の表面に塗工された溶剤を含む塗工剤の乾燥処理を行う。乾燥装置１００は、金属箔５を保持しつつ、金属箔５の重量を測定する測定部１０と、上側熱風噴出部２３および下側熱風噴出部２５で構成される乾燥処理ユニット２２を備えた乾燥部２０と、乾燥部２０を金属箔５に対して往復移動させる移動機構３０とを備える。測定部１０は、金属箔５を保持する基材保持板１１と、基材保持板１１を支持する一対の支柱部１３と、支柱部１３に取り付けられている電子天秤１５とで構成されている。乾燥装置１００は、乾燥処理ユニット２２を往復移動させることで乾燥処理を行う間、測定部１０によって金属箔５の重量測定を行う。【選択図】図３
2013137133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面に塗工された溶剤を含む塗工剤の乾燥処理を行う乾燥装置であって、
前記基材を保持しつつ、前記基材の重量を測定する測定部と、
前記基材に塗工された前記塗工剤の溶剤を熱付与により気化させる乾燥部と、
前記乾燥部を前記基材に対して相対的に移動させる移動機構と、
を備える乾燥装置。
【請求項２】
請求項１に記載の乾燥装置において、
前記移動機構は、前記基材に対して前記乾燥部を相対的に往復移動させる、乾燥装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の乾燥装置において、
前記測定部は、
前記基材を保持する基材保持部と、
前記基材保持部を支持する支持部と、
前記支持部に取り付けられており、重量を計測するはかりと、
を含み、
前記乾燥部は、
前記移動機構によって相対的に移動する前記乾燥部の移動方向に沿って延びる前記支持部材を挿通させるための挿通孔が形成されており、内部に前記基材保持部を収納するチャンバー、を含む乾燥装置。
【請求項４】
請求項３に記載の乾燥装置において、
前記乾燥部は、
前記基材を通過させるための通過口が形成されており、前記チャンバー内を少なくとも２つの区画に仕切る仕切部と、
前記仕切部によって仕切られた、前記２つの区画のうちの一方の区画において、熱風を噴射する熱風噴射部と、
をさらに含み、
前記移動機構は、
前記基材を前記２つの区画の間を相対移動させる乾燥装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載の乾燥装置において、
前記乾燥部は、
基材の乾燥処理を行う乾燥処理ユニットと、
前記乾燥処理ユニットにより乾燥処理を行う前に、前記基材を加熱する予熱処理を行う予熱処理ユニットと、
を含む乾燥装置。
【請求項６】
基材の表面に塗工された、溶剤を含む塗工剤を乾燥させる乾燥方法であって、
(a) 前記基材に塗工された前記塗工剤の前記溶剤を、乾燥部によって熱付与することにより気化させつつ、前記乾燥部を前記基材に対して相対的に移動させる工程と、
(b) 前記(a)工程において、前記基材の重量を測定する工程と、
を含む乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材に塗工された溶剤を含む塗工剤を乾燥させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池などの化学電池の製造においては、基材としての金属箔の上に比較的高粘度の電極材料を塗工し、その塗工剤の乾燥処理を行っている。塗工剤の乾燥処理としては、塗工剤の膜に熱風を吹き付けて溶剤を蒸発させる熱風乾燥方式が広く採用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、電極活物質ペーストが塗工された集電箔を乾燥する集電箔の乾燥装置が開示されている。特許文献１の乾燥装置では、上下に交互に配置されたローラによって帯状の集電箔を搬送しつつ、該集電箔にエアを吹き付けることによって、電極活物質ペーストを乾燥させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２５４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の乾燥装置においては、適切な乾燥条件を決定するために、金属箔の厚みや塗工剤の種類などから、乾燥時間、風量、または、加熱温度などの各種乾燥条件が暫定的に決定され、この暫定的な条件下での乾燥処理が実際に行われていた。また、適切に乾燥が行われていたかどうかは、部分的に切り出された金属箔の、乾燥処理前後における重量の比較に基づいて行われていた。
【０００６】
しかしながら、従来の乾燥装置においては、金属箔をロール・トゥ・ロール方式で搬送されるため、乾燥処理中でのリアルタイムでの測定を行うことが難しかった。このため、乾燥の完了を適切に決定することが極めて困難であった。また、従来の乾燥装置において、最適な乾燥時間を決めるためには、乾燥時間を変えて繰り返し試験する必要があり、極めて煩雑な作業を要していた。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、基材に塗工された塗工剤の乾燥状況を把握できるようにすることで、乾燥条件を容易かつ適切に決定す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】
【０００８】
上記の課題を解決するため、第１の態様は、基材の表面に塗工された溶剤を含む塗工剤の乾燥処理を行う乾燥装置であって、前記基材を保持しつつ、前記基材の重量を測定する測定部と、前記基材に塗工された前記塗工剤の溶剤を熱付与により気化させる乾燥部と、前記乾燥部を前記基材に対して相対的に移動させる移動機構とを備える。
【０００９】
また、第２の態様は、第１の態様に係る乾燥装置において、前記移動機構は、前記基材に対して前記乾燥部を相対的に往復移動させる。
【００１０】
また、第３の態様は、第１または第２の態様に係る乾燥装置において、前記測定部は、前記基材を保持する基材保持部と、前記基材保持部を支持する支持部と、前記支持部に取り付けられており、重量を計測するはかりとを含み、前記乾燥部は、前記移動機構によって相対的に移動する前記乾燥部の移動方向に沿って延びる前記支持部材を挿通させるための挿通孔が形成されており、内部に前記基材保持部を収納するチャンバー、を含む。
【００１１】
また、第４の態様は、第３の態様に係る乾燥装置において、前記乾燥部は、前記基材を通過させるための通過口が形成されており、前記チャンバー内を少なくとも２つの区画に仕切る仕切部と、前記仕切部によって仕切られた、前記２つの区画のうちの一方の区画において、熱風を噴射する熱風噴射部とをさらに含み、前記移動機構は、前記基材を前記２つの区画の間を相対移動させる。
【００１２】
また、第５の態様は、第１から第３までの態様のいずれか１態様に係る乾燥装置において、前記乾燥部は、基材の乾燥処理を行う乾燥処理ユニットと、前記乾燥処理ユニットにより乾燥処理を行う前に、前記基材を加熱する予熱処理を行う予熱処理ユニットと、を含む。
【００１３】
また、第６の態様は、基材の表面に塗工された、溶剤を含む塗工剤を乾燥させる乾燥方法であって、(a)前記基材に塗工された前記塗工剤の前記溶剤を、乾燥部によって熱付与することにより気化させつつ、前記乾燥部を前記基材に対して相対的に移動させる工程と、(b)前記(a)工程において、前記基材の重量を測定する工程とを含む。
【発明の効果】
【００１４】
第１の態様に係る乾燥装置によると、乾燥処理を行いながら、基材の重量変化を計測できる。これにより、乾燥中における塗工剤の乾燥状況を把握することができる。したがって、乾燥部の相対的な移動速度、または、加熱時間など含む各種乾燥処理条件を容易かつ適切に決定することができる。
【００１５】
第２の態様に係る乾燥装置によると、基材に対して乾燥部を相対的に往復移動させることで、基材に乾燥部周辺を複数回通過させることができる。
【００１６】
第３の態様に係る乾燥装置によると、乾燥部が相対的に移動する方向に沿って移動方向に沿って延びる挿通孔がチャンバーに形成されているため、乾燥部を相対移動させたときに、測定部と乾燥部とが干渉することを抑制できる。
【００１７】
第４の態様に係る乾燥装置によると、熱噴射部から噴射された熱風によって、チャンバー内の温度を上昇させることができる。これにより、溶剤に熱を付与することができる。また、仕切部を設けることによって、一方の区画内で噴射された熱風が、他方の区画に流入することを抑制することができる。したがって、他方の区画において、基材の重量を正確に測定することができる。
【００１８】
第５の態様に係る乾燥装置によると、本乾燥の前に、基材を加熱する予熱処理を行うことができる。また、予熱処理において、基材の重量変化を計測することができる。よって、予熱処理における各種条件を適切に決定することができる。
【００１９】
第６の態様に係る乾燥方法によると、乾燥処理を行いながら、基材の重量変化を計測できる。これにより、乾燥中における塗工剤の乾燥状況を監視することができる。乾燥部の相対的な移動速度、または、加熱時間など含む各種乾燥処理条件を適切に決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る乾燥装置の正面図である。
【図２】第１実施形態に係る基材保持板の概略斜視図である。
【図３】乾燥装置の概略側面図である。
【図４】乾燥処理ユニットを示す概略断面図である。
【図５】乾燥装置の概略側面図である。
【図６】乾燥装置の概略側面図である。
【図７】帯状の金属箔を乾燥処理する乾燥装置の概略断面図である。
【図８】第２実施形態に係る乾燥装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。
【００２２】
＜１．  第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る乾燥装置１００の正面図である。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左手系のＸＹＺ直交座標系を適宜付している。このＸＹＺ直交座標系については、鉛直方向上向きを＋Ｚ方向、鉛直方向下向きを−Ｚ方向としている。また、図３に示すように、チャンバー２１内のうち、測定室２１１側を−Ｙ側とし、乾燥室２１３側を＋Ｙ側としている。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図示している場合がある。
【００２３】
＜１．１．概略構成＞
乾燥装置１００は、測定部１０と、乾燥部２０と、移動機構３０と、制御部８０とを備えており、リチウムイオン二次電池の電極製造工程において、金属箔５の上に塗工された電極材料である電極活物質の乾燥処理を行う装置として構成されている。金属箔５には、塗工剤が塗工されており、この金属箔５は基材保持板１１にて保持される。乾燥装置１００は、移動機構３０によって、乾燥部２０をＹ軸方向に沿って往復移動させながら、金属箔５の乾燥処理を行うとともに、この乾燥処理中において、測定部１０による金属箔５の重量測定を行う。
【００２４】
金属箔５は、リチウムイオン二次電池の集電体として機能する部材である。金属箔５がリチウムイオン二次電池の正極される場合には、例えばアルミニウム箔（Ａｌ）を用いることができる。また、金属箔５が負極とされる場合には、例えば銅箔（Ｃｕ）を用いることができる。なお、金属箔５としては、前述した部材に限定されるものではない。
【００２５】
金属箔５が正極とされる場合、塗工剤（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）、溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）の混合液が金属箔５に塗工される。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が、これらに限定されるものではない。
【００２６】
また、金属箔５が負極とされる場合、塗工剤（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、溶剤であるＮＭＰの混合液が金属箔５に塗工される。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が、これらに限定されるものではない。
【００２７】
また、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、溶剤としてＮＭＰに代えて水（Ｈ2Ｏ）などを使用することができる。さらに、結着剤としてＳＢＲ、溶剤として水を用いる場合には、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を併用することもできる。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。
【００２８】
＜測定部１０＞
測定部１０は、金属箔５を支持する基材保持板１１（基材保持部）と、その上端部にて基材保持板１１を下方から支持する一対の支柱部１３，１３（支持部）と、支柱部１３に固定されている電子天秤１５（はかり）とを備えている。測定部１０は、基材保持板１１にて金属箔５を保持しつつ、電子天秤１５によって、金属箔５の重量を測定する。
【００２９】
図２は、第１実施形態に係る基材保持板１１の概略斜視図である。基材保持板１１の大きさは特に限定されるものではないが、例えば縦横の長さを約１００ｍｍとすることができる。本実施形態に係る基材保持板１１には、略矩形状の金属箔５が載置される。基材保持板１１に載置される金属箔５の大きさおよび厚さは、特に限定されるものではないが、例えば縦横が６０ｍｍ、厚さが１０μｍ〜２０μｍとすることができる。また、金属箔５に塗工される塗工剤の膜厚は、例えば約２００μｍとすることができる。
【００３０】
基材保持板１１は、略矩形状に形成された板状部材であり、中央部に貫通孔１１１が形成されている。貫通孔１１１の大きさは、基材保持板１１に載置される金属箔５よりも小さくなっている。このため、基材保持板１１は、その表面に載置された金属箔５のうち周縁部を支持することとなる。本実施形態では、後述するように、下側熱風噴出部２５から、基材保持板１１に載置された金属箔５に熱風が噴射される。金属箔５の下側から供給される熱風を、貫通孔１１１を通じて金属箔５の裏面に当てることができるため、金属箔５を効率的に加熱することができる。
【００３１】
図２に示した基材保持板１１の形状は一例であり、基材保持板１１をその他の形状とすることは妨げられない。例えば、基材保持板１１を平面視において円形（楕円形を含む）状となるように形成することも考えられる。
【００３２】
一対の支柱部１３，１３は、その上端部が基材保持板１１の両側端部に固定されており、基材保持板１１を支持する棒状の部材である。一対の支柱部１３，１３の下端部は、電子天秤１５に固定されている。電子天秤１５は、支柱部１３を介して基材保持板１１に載置された金属箔５の重量を測定する。電子天秤１５は、測定により取得した金属箔５の重量データを、記録装置に適宜出力する。この記録装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えた一般的なコンピュータとして構成されており、電子天秤１５で測定された重量を記憶部（ＲＡＭなどの一時的に情報を記憶するものも含む。）に随時記録することができる。記録装置に保存された金属箔５の重量に関するデータは、図示しないモニターに表示されるようにしてもよいし、または、プリンタなどによって紙媒体などにプリント出力されるようにしてもよい。
【００３３】
なお、本実施形態に係る測定部１０においては、金属箔５が載置された基材保持板１１を下側から支持して、その重量を支柱部１３の下端に取り付けられた電子天秤１５によって測定するように構成されている。しかしながら、基材保持板１１を吊り下げて支持するようにして、金属箔５の重量を、吊りはかりなどで測定することも考えられる。
【００３４】
＜乾燥部２０＞
乾燥部２０は、内部に基材保持板１１を収納するチャンバー２１と、乾燥処理ユニット２２とを備えている。
【００３５】
チャンバー２１の（−Ｙ）側には、搬入口２１０が設けられている。搬入口２１０は、手動または電動で開閉可能に構成されており、金属箔５が載置された基材保持板１１がチャンバー２１に搬入される際に開閉される。また、図示を省略するが、チャンバー２１には、排気口が設けられており、内部の雰囲気が外部に適宜排出されるようになっている。
【００３６】
チャンバー２１の底部には、一対の支柱部１３が挿通される一対の挿通孔２１２が形成されている。挿通孔２１２は、乾燥部２０の移動方向（Ｙ軸方向）に沿って延びているとともに、支柱部１３よりも幅広である開口を形成している。乾燥部２０（具体的には、チャンバー２１）が移動する際、支柱部１３は、挿通孔２１２に沿って相対的に移動するため、支柱部１３とチャンバー２１とが相互に干渉することが抑制されている。
【００３７】
図３は、乾燥装置１００の概略側面図である。なお、図３中、チャンバー２１については、一対の支柱部１３，１３のうちの一方の位置において、チャンバー２１をＹＺ平面に平行な平面で切断したときの切断面を図示している。図３に示したように、チャンバー２１内には、チャンバー２１内の空間を２つの区画（測定室２１１と乾燥室２１３）に仕切る仕切部２７が設置されている。移動機構３０は、乾燥部２０をＹ軸方向に沿って往復移動させることにより、基材保持板１１を、測定室２１１と乾燥室２１３との間を往き来させることができる。本実施形態では、チャンバー２１内における−Ｙ側の区画を測定室２１１、＋Ｙ側の区画を乾燥室２１３としているが、これらの位置を入れ替えることももちろん可能である。
【００３８】
仕切部２７には、基材保持板１１と同程度の高さ位置に、Ｘ軸方向に延びる通過孔２７１（第一通過孔）が形成されている。通過孔２７１は、Ｘ軸方向に関して、基材保持板１１の幅よりも大きい開口幅を有している。また、仕切部２７には、一対の支柱部１３を通過させるための一対の通過孔２７２が形成されている。通過孔２７２は、Ｚ軸方向に沿って延びており、支柱部１３の幅よりも大きい開口を形成している。一対の通過孔２７２，２７２のそれぞれは、その端部において、通過孔２７１に繋がっている。
【００３９】
乾燥部２０が往復移動したときに、基材保持板１１および一対の支柱部１３，１３が、通過孔２７１および通過孔２７２，２７２をそれぞれ通過ことで、仕切部２７と干渉せずに、測定室２１１と乾燥室２１３との間を往き来することができる。
【００４０】
乾燥処理ユニット２２は、上側熱風噴出部２３と、下側熱風噴出部２５とで構成されている。上側熱風噴出部２３は、乾燥室２１３における、基材保持板１１よりも上側の位置に設けられている。下側熱風噴出部２５は、乾燥室２１３における、基材保持板１１よりも下側の位置に配置されている。上側熱風噴出部２３および下側熱風噴出部２５は、金属箔５を加熱することによって、塗工剤の溶剤を気化（蒸発）させる。
【００４１】
図４は、乾燥処理ユニット２２を示す概略断面図である。上側熱風噴出部２３は、整流板２３１および噴出ヘッド２３２を備えている。整流板２３１は、基材保持板１１に保持された金属箔５と略平行に延びる板状部材である。整流板２３１における、Ｙ軸方向の中央部付近には、噴出孔２３３が設けられている。噴出孔２３３は、金属箔５の幅方向（Ｘ軸方向）に沿って延びる１本のスリット孔とされている。ただし、噴出孔２３３は、当該幅方向に沿って配設された複数の孔とされてもよい。
【００４２】
噴出ヘッド２３２は、その内部の空間が噴出孔２３３と連通するように整流板２３１に連結されている。噴出ヘッド２３２は、熱風供給ポート２３４から供給された熱風を整流板２３１の噴出孔２３３から金属箔５に向けて噴出する。噴出ヘッド２３２の内部空間には、２枚の仕切り板２３５１，２３５２およびパンチングプレート２３６が設けられている。これら２枚の仕切り板２３５１，２３５２の間が熱風の流路となる。このような２枚の仕切り板２３５１，２３５２およびパンチングプレート２３６を設けることによって、熱風供給ポート２３４から供給された熱風が噴出ヘッド２３２の内部空間で均一に拡がり、噴出孔２３３から均一に熱風が噴出される。
【００４３】
なお、金属箔５の幅方向全体にわたって均一に熱風を当てるため、Ｘ軸方向における噴出孔２３３の開口の大きさは、金属箔５の幅よりも広くなっていることが望ましい。また、本実施形態においては、噴出孔２３３は１本のスリット孔とされているが、Ｙ軸方向に関して並列に設けられた複数のスリット孔とされることも考えられる。
【００４４】
下側熱風噴出部２５には、上方に向けて開口する複数の噴出孔２５１が分散形成されている。下側熱風噴出部２５は、配管２５２を介して図示しない熱風送風部に接続されている。熱風送風部は、ヒータと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２５に送給する。下側熱風噴出部２５は、熱風送風部から送給された熱風を複数の噴出孔２５１から上方の基材保持板１１の移動経路に向けて噴出する。
【００４５】
乾燥処理ユニット２２を構成する上側熱風噴出部２３および下側熱風噴出部２５は、基材保持板１１の移動経路（基材保持板１１が乾燥処理ユニット２２に対して相対的に移動したときの移動経路）を挟んで、対向配置されている。つまり、上側熱風噴出部２３の噴出ヘッド２３２の直下に、下側熱風噴出部２５が配置されている。これにより、金属箔５の上下面の同じ位置に、上側熱風噴出部２３および下側熱風噴出部２５から熱風が吹き付けられることとなる。
【００４６】
上側熱風噴出部２３の整流板２３１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２３７が設けられている。セラミックプレート２３７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セラミック材料、または、これらの混合物で構成されている。セラミックプレート２３７は、整流板２３１の下面にセラミック溶射を行うことによって形成することが可能である。なお、整流板２３１の下面のうち、噴出孔２３３にはセラミック溶射を行わずに開放しておくことは勿論である。また、セラミックプレート２３７は、必ずしも設けられている必要は無い。
【００４７】
＜移動機構３０＞
移動機構３０は、乾燥部２０をＹ軸方向に沿って移動させる駆動装置である。移動機構３０は、乾燥部２０が搭載されているフレーム構造５２に固定されており、Ｙ軸方向に沿って延びるボールネジ、該ボールネジに螺合し、乾燥部２０のチャンバー２１に固定されているナット、および、ボールネジを回転させるサーボモータなどで構成される。ただし、移動機構３０として、その他の駆動機構が採用されてもよく、例えば、リニアモータを利用したものが考えられる。
【００４８】
図１に示したように、チャンバー２１の両側から、側方に延びる一対のアーム３２，３２が延びており、それぞれのアーム３２の先端には、受動回転するフリーローラ３３が取り付けられている。フリーローラ３３は、乾燥部２０を支持するフレーム構造５２の上部に載せられており、Ｙ軸に沿って転がるように保持されている。移動機構３０を駆動することによって、チャンバー２１がＹ軸方向に沿った力が付加されると、フリーローラ３３がＹ軸に沿って転がることにより、チャンバー２１がＹ軸方向に沿って移動することとなる。
【００４９】
また、図１に示したように、測定部１０および乾燥部２０は、それぞれ独立したフレーム構造５１，５２によって支持されている。これにより、乾燥部２０の移動に伴って発生する振動により、測定部１０による重量測定が妨げられることを抑制できる。
【００５０】
制御部８０は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（Read-Only Memory）などを備えた一般的なコンピュータとして構成されている。制御部８０は、ＲＡＭに展開されたプログラムに従ってＣＰＵが動作することにより、乾燥装置１００の構成要素（例えば、乾燥部２０または移動機構３０）の動作を制御する。なお、制御部８０の一部または全部の機能が、専用回路でハードウェア的に実現されることも考えられる。
【００５１】
＜１．２．乾燥処理における乾燥装置１００の動作＞
次に、乾燥装置１００における乾燥処理時における乾燥装置１００の動作について説明する。図５および図６は、乾燥装置１００の概略側面図である。上述したように、乾燥装置１００は、乾燥処理中、チャンバー２１をＹ軸方向に沿って往復移動させる。図５，６中、チャンバー２１については、図３と同様に、一対の支柱部１３，１３のうちの一方の位置において、チャンバー２１をＹＺ平面に平行な平面で切断したときの切断面を図示している。図５は、金属箔５の＋Ｙ側に、乾燥処理ユニット２２が配置されている状態を示しており、図６は、金属箔５の−Ｙ側に、乾燥処理ユニット２２が配置されている状態を示している。
【００５２】
仮に、乾燥処理ユニット２２を一方向にのみ移動させて、乾燥処理ユニット２２（上側熱風噴出部２３と下側熱風噴出部２５の間の位置）を複数回通過させる場合、乾燥処理ユニット２２を、移動方向に沿って複数用意する必要がある。このような場合、装置寸法が非常に長くなってしまい、また、複数の乾燥処理ユニット２２の調整（噴出する熱風の温度調整または風量調整など）が非常に煩雑となる。
【００５３】
これに対して、本実施形態では、１つの乾燥処理ユニット２２を往復移動させることで、金属箔５を乾燥処理ユニット２２の間を複数回通過させることができる。したがって、装置寸法が長くなることを抑制できる。また、１つの乾燥処理ユニット２２の調整ですむため、作業面でも有利である。
【００５４】
また、本実施形態では、乾燥処理中に、金属箔５の重量測定が行われる。ここで、乾燥処理中は、乾燥処理ユニット２２から熱風が噴射されるため、その気流の影響で金属箔５の重量を正確に測定することが困難となる虞がある。そこで、本実施形態では、図３に示したように、チャンバー２１を＋Ｙ方向へ移動させることで、測定室２１１に基材保持板１１が配置される。乾燥室２１３にて発生した気流は、仕切部２７に進路を遮られるため、測定室２１１側へ流れ込むことがほとんど抑制される。したがって、測定室２１１内に基材保持板１１を配置させることで、金属箔５の重量を正確に測定することが可能となる。
【００５５】
なお、乾燥処理ユニット２２から噴出される熱風の流量が小さい、または、乾燥処理ユニット２２と基材保持板１１との距離を大きくとるなどによって、気流の影響を無視できるような場合には、仕切部２７が省略されることも考えられる。また、移動機構３０によりチャンバー２１を移動させることで、基板保持部１１に保持された金属箔５をチャンバー２１の外部に取り出して、金属箔５の重量測定が行われるようにしてもよい。この場合、チャンバー２１の＋Ｙ側（または−Ｙ側）の側面に、基板保持部１１および一対の支柱部１３，支柱部１３を通過させる通過口を設ければよい。
【００５６】
金属箔５に塗工された塗工剤を乾燥させるため、乾燥装置１００においては、乾燥処理ユニット２２を、基材保持板１１に載置された金属箔５の−Ｙ側から＋Ｙ側、または、＋Ｙ側から−Ｙ側へ相対的に移動させる。具体的に、乾燥装置１００は、チャンバー２１を、図５に示した位置Ｌ１と図６に示した位置Ｌ２との間で往復移動させる。また、乾燥装置１００は、金属箔５の重量を測定する場合には、図５に示した位置Ｌ１から図３に示した位置Ｌ０に向けて、チャンバー２１を移動させる。
【００５７】
ここで、金属箔５の重量測定を行うタイミングは、任意に設定することが可能である。例えば、乾燥部２０を一往復させる度に重量測定する場合には、チャンバー２１を、位置Ｌ０から移動させ、そして、位置Ｌ１，Ｌ２，Ｌ１の順に往復移動させた後、再び位置Ｌ０に戻して重量測定が行われる。この動作が繰り返し行われることで、乾燥処理中における金属箔５の重量変化をリアルタイムで取得することができる。また、チャンバー２１を位置Ｌ１，Ｌ２の間を連続して複数回往復移動させるごとに、金属箔５の重量が測定されるようにしてもよい。
【００５８】
また、チャンバー２１の移動速度については、特に限定されるものではなく、任意に設定できる。ただし、金属箔５の乾燥をなるべく継続して行うという観点から、位置Ｌ０，Ｌ１間のチャンバー２１の移動速度Ｖ１は、比較的高速であることが好ましく、位置Ｌ１，Ｌ２間のチャンバー２１の移動速度Ｖ２よりも高速であることがより好ましい。チャンバー２１の移動速度の一例として、例えば移動速度Ｖ１を分速２４ｍとし、移動速度Ｖ２を分速１０ｍとすることが考えられる。
【００５９】
＜１．３．効果＞
本実施形態によると、金属箔５に塗工された塗工剤の乾燥処理を行いながら、金属箔５の重量を計測することができる。これにより、乾燥中における塗工剤の乾燥状況を、金属箔５の重量変化から適切に把握することができる。これにより、金属箔５に対する、乾燥部２０、すなわち、チャンバー２１内に設置された乾燥処理ユニット２２の相対的な移動速度、または、乾燥時間など含む各種乾燥処理条件を、容易かつ適切に決定することができる。
【００６０】
図７は、帯状の金属箔を乾燥処理する乾燥装置９００の概略断面図である。図７に示した乾燥装置９００は、特許文献１にもあるように、帯状の比較的大きい金属箔（例えば、６００ｍｍ〜７００ｍｍ幅）を、ロール・トゥ・ロール方式で搬送しながら、表面に塗工された塗工剤を乾燥させる装置として構成されている。乾燥装置９００は、チャンバー９２１を備えており、該チャンバー９２１内には、金属箔９５の進行方向に沿って、４つの乾燥処理ユニット９２２（それぞれ、上側熱風噴出部９２３および下側熱風噴出部９２５）が設置されている。
【００６１】
本実施形態に係る乾燥装置１００は、この乾燥装置９００による金属箔９５の乾燥処理を再現することが可能となっている。つまり、図５，６に示したように、チャンバー２１を位置Ｌ１，Ｌ２間で２回往復移動させることで、金属箔５を４つ分の乾燥処理ユニット２２を通過させたことになる。この乾燥処理は、図７に示した乾燥装置９００において、帯状の金属箔９５を４つの乾燥処理ユニット９２２を通過させることと略等価となる。したがって、乾燥装置９００における乾燥処理の条件（金属箔９５の搬送速度または乾燥処理ユニットから噴出される熱風の温度、風量など）を、乾燥装置１００を用いて決定することができる。
【００６２】
＜２．  第２実施形態＞
図８は、第２実施形態に係る乾燥装置１００Ａの概略断面図である。図８中、チャンバー２１Ａについては、図３と同様に、一対の支柱部１３，１３のうちの一方の位置において、チャンバー２１ＡをＹＺ平面に平行な平面で切断したときの切断面を図示している。乾燥装置１００Ａは、乾燥部２０の代わりに乾燥部２０Ａを備えている点で、第１実施形態に係る乾燥装置１００と異なっている。なお、以下の説明において、第１実施形態の場合と同様の機能を有する要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００６３】
乾燥部２０Ａは、チャンバー２１よりもＹ軸方向に関して長い寸法を有するチャンバー２１Ａを備えている。チャンバー２１Ａの内部は、仕切部２７および仕切部２７Ａによって、３つの区画（測定室２１１、乾燥室２１３、予熱室２１５）に仕切られている。より具体的には、チャンバー２１Ａは、＋Ｙ側において、チャンバー２１Ａの内部空間を測定室２１１と乾燥室２１３とを仕切る仕切部２７を備えるとともに、−Ｙ側において、チャンバー２１Ａの内部空間を測定室２１１と予熱室２１５とに区切る仕切部２７Ａをさらに備えている。
【００６４】
予熱室２１５は、金属箔５の上に塗工された塗工剤を昇温し、一定時間の予熱を行う予熱処理室となっている。この予熱処理は、乾燥室２１３において、主たる乾燥処理を行う前に、事前に金属箔５を加熱することを目的として行われるものである。予熱室２１５には、予熱処理ユニット２２Ａが設けられている。予熱処理ユニット２２Ａは、上部に設置されるセラミックヒータ２３Ａと、該セラミックヒータ２３Ａと対向する下部に設置された下側熱風噴出部２５Ａとで構成されている。
【００６５】
セラミックヒータ２３Ａは、内部に熱風が通気される通気ボックスと、通気ボックスの下面に取り付けられたセラミックプレートとで構成されている。セラミックプレートは、セラミックプレート２３７と同様に、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セラミック材料、または、これらの混合物で構成されており、セラミック溶射によって形成されている。
【００６６】
セラミックヒータ２３Ａは、通気ボックスに熱風が通気されることで、セラミックプレートが加熱される。セラミックプレートは、加熱されて昇温することによって赤外線を放射する。なお、セラミックヒータ２３Ａには、気体の噴出孔等は設けられていないため、通気ボックスに流入した熱風が通気ボックスまたはセラミックプレートの下面から噴出されることはない。
【００６７】
乾燥装置１００Ａにおいては、予熱処理ユニット２２Ａは、セラミックヒータ２３Ａおよび下側熱風噴出部２５Ａの間に基材保持板１１に保持された金属箔５を挟んだ状態で、放射熱および熱風により金属箔５を所要温度にまで昇温させる。このとき、移動機構３０を駆動することにより、予熱処理ユニット２２Ａを、金属箔５の＋Ｙ側端部から−Ｙ側端部までの間を往復移動させる。これにより、乾燥部２０Ａは、金属箔５に予熱処理ユニット２２Ａを複数回通過させて、金属箔５を昇温させる。また、乾燥装置１００Ａにおいては、予熱処理が完了した後、チャンバー２１Ａを−Ｙ側へ移動させて金属箔５を測定室２１１内に配置させることで、引き続き乾燥処理を行うことができる。
【００６８】
以上のように、乾燥部２０Ａに予熱室２１５を設けることによって、金属箔５を乾燥処理する前に予熱処理を行うことができる。また、予熱室２１５にて予熱処理が行われる間に、金属箔５を測定室２１１に移動させることで、金属箔５の重量を精密に測定することができる。したがって、予熱処理中における金属箔５の重量変化も把握することができる。
【００６９】
なお、乾燥装置１００Ａにおいては、上下に配置されたセラミックヒータ２３Ａと下側熱風噴出部２５とで金属箔５の予熱処理が行われる。しかしながら、上下にセラミックヒータ２３Ａを配置して、放射熱のみで予熱処理が行われてもよい。
【００７０】
また、乾燥装置１００Ａにおいては、同一のチャンバー２１Ａ内に乾燥室２１３と予熱室２１５とが設けられている。しかしながら、予熱室２１５を乾燥室２１３とは異なるチャンバー内に設けてもよい。この場合、予熱処理ユニット２２Ａと乾燥処理ユニット２２がそれぞれ設けられた２つのチャンバーを用意すればよい。そして、これらを独立的または一体的に移動させることによって、基材保持板１１に保持されている金属箔５が、それぞれのチャンバーを往き来させることができる。
【００７１】
また、予熱室２１５に、金属製のホットプレートを設けて、該ホットプレート上に金属箔５が載置されて、金属箔５を加熱するようにしてもよい。この場合、予熱処理が完了した後、金属箔５を基材保持板１１に移動させればよい。また、金属箔５を保持している基材保持板１１をホットプレート上に載置して、金属箔５を加熱するようにしてもよい。また、予熱処理については、チャンバー２１Ａを移動させずに（つまり、予熱処理ユニット２２Ａを固定して）行われてもよい。
【００７２】
＜３．  変形例＞
以上、実施形態について説明してきたが、本発明は上記のようなものに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００７３】
例えば上記実施形態では、上側熱風噴出部２３および下側熱風噴出部２５が１台ずつ設置されている。しかしながら、上側熱風噴出部２３および下側熱風噴出部２５が、複数組分備えられることも考えられる。
【００７４】
また、上記実施形態では、上側熱風噴出部２３および下側熱風噴出部２５が熱風を噴出して、その熱風で溶剤に熱を付与して気化させることにより、金属箔５の乾燥が行われる。しかしながら、熱風以外の態様で、溶剤を気化させてもよい。例えば、セラミックヒータやカーボンヒータ、ハロゲンヒータなどでの熱源を利用して、溶剤を気化させることも考えられる。
【００７５】
また、上記実施形態では、乾燥部２０，２０Ａを往復移動させることで、上側熱風噴出部２３、下側熱風噴出部２５の間を複数回通過させるようにしている。しかしながら、複数組の上側熱風噴出部２３および下側熱風噴出部２５を隣接して設置し、これらを金属箔５に対して一方向にのみ一体的に移動させることも考えられる。複数組の上側熱風噴出部２３および下側熱風噴出部２５を設けた場合、装置寸法が長くなってしまうものの、図７に示した大規模な乾燥装置９００の乾燥状況を忠実に再現することができる。また、複数組の上側熱風噴出部２３および下側熱風噴出部２５を環状に並べて、これらを金属箔５に対して回転させることも考えられる。もちろん、上側熱風噴出部２３および下側熱風噴出部２５を固定して、金属箔５を移動させてもよい。
【００７６】
また、上記実施形態に係る乾燥装置１００，１００Ａにおいては、塗工剤の乾燥状況が、金属箔５の重量変化に基づいて把握されるようになっている。しかしながら、その他の態様で、金属箔５の乾燥状況が把握されるようにしてもよい。例えば、溶剤（例えばＮＭＰ）を検出する溶剤センサをチャンバー内に取り付け、該センサの検出結果に基づいて、塗工剤の乾燥状況が把握されるようにすることも考えられる。また、基材に塗工された塗工剤の画像を取得して、該画像から乾燥状況が把握されるようにすることも考えられる。
【００７７】
さらに上記実施形態および変形例にて説明した各構成は、互いに矛盾の生じない限り、適宜組み合わせたり、または省略したりすることができる。
【符号の説明】
【００７８】
１００，１００Ａ，９００  乾燥装置
１０  測定部
１１  基材保持板（基材保持部）
１１１  貫通孔
１３  支柱部（支持部）
１５  電子天秤（はかり）
２０，２０Ａ  乾燥部
２１，２１Ａ，９２１  チャンバー
２１１  測定室（区画）
２１３  乾燥室（区画）
２１５  予熱室（区画）
２２，９２２  乾燥処理ユニット
２２Ａ  予熱処理ユニット
２３  上側熱風噴出部
２３３  噴出孔
２３Ａ  セラミックヒータ
２５，９２５  下側熱風噴出部
２５１  噴出孔
２７，２７Ａ  仕切部
２７１  通過孔（通過口）
２７２  通過孔
３０  移動機構
５，９５  金属箔（基材）
５１，５２  フレーム構造
８０  制御部
９２３  上側熱風噴出部
【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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【図８】
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