CN103313446A - 加热器单元和热处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加热器单元和热处理装置，该热处理装置(10)包括热处理炉(1)、热源(21)、滤光器(3)及透光部件(4)。热处理炉(1)收容被处理件(100)。热源(21)放射红外线。滤光器(3)与热源(21)邻接设置，切断规定波长以上的红外线。透光部件(4)与滤光器(3)相对，从滤光器(3)分离开，设置在与热源(21)相反的一侧，使未被滤光器(3)切断的红外线透射，并把滤光器(3)和热处理炉(1)内的气氛分开。

Description

加热器单元和热处理装置

技术领域

本发明涉及加热器单元和热处理装置，特别涉及适合利用了辐射热的、通过较低温度区域(例如300℃以下)进行的热处理的加热器单元和热处理装置。

背景技术

为了通过热量使液体成分从附着有水、有机溶剂等的液滴或者由这些液体润湿的被处理件气化从而使被处理件干燥，使用具有热源的干燥装置。

在专利文献1中，作为使硅片上的水滴干燥的干燥装置，提出有一种装置，作为热源使用红外线灯，在晶片设置台和远红外线灯之间设置有材质(Si)与硅片相同的滤光器(filter)。滤光器具有下述功能：使能高效地使水滴干燥的波长的红外线透射，但是去除对硅片进行加热的波长的红外线。因此，可以仅加热液滴而不对硅片进行加热，从而可以使液滴快速地干燥。

专利文献1：日本专利公开公报特开平8-122232号

在记载于所述专利文献1中的干燥装置中，由于滤光器吸收红外线，所以滤光器本身具有热量，并对滤光器周围的空气进行加热。因此，在干燥时从被处理件产生可燃性的气体(N-甲基吡咯烷酮(在下面称为NMP)气体等)的情况下，存在气氛温度上升到燃点温度从而导致起火的问题。例如，在锂离子电池用电极中，由于作为制作涂敷于金属箔表面上的集电极的浆液时的溶剂有时采用NMP，所以存在起火的危险。

发明内容

鉴于所述的问题，本发明的目的在于可以在抑制气氛温度上升的同时高效地对被处理件进行热处理。

本发明提供一种加热器单元，其包括：热源，放射红外线；滤光器，与所述热源邻接设置，切断规定波长以上的红外线；以及透光部件，与所述滤光器相对，从所述滤光器分离开，设置在与所述热源相反的一侧，使透射过所述滤光器的红外线透射。

按照所述的构成，从热源放射出的红外线通过滤光器时，规定波长以上的光线被切断。另外，仅使透射过滤光器的红外线透射过透光部件。因此，如果将透光部件与被处理件相对设置，则可以通过透射过透光部件的红外线对被处理件进行辐射加热，从而可以对被处理件进行热处理(例如干燥)。此时，由于透光部件几乎没有吸收红外线，所以透光部件不会过热。因此，可以在抑制气氛温度的上升的同时高效地对被处理件进行加热处理。

另外，为了使从滤光器表面释放的热量不传递给透光部件，优选的是，所述滤光器和所述透光部件之间的空间被真空绝热。

作为所述滤光器和所述透光部件的材料，可以适合使用容易获得的石英玻璃。

此外，本发明还提供一种热处理装置，其包括：热处理炉，收容被处理件；热源，放射红外线；滤光器，与所述热源邻接设置，切断规定波长以上的红外线；以及透光部件，与所述滤光器相对，从所述滤光器分离开，设置在与所述热源相反的一侧，使透射过所述滤光器的红外线透射，并把所述滤光器和所述热处理炉内的气氛分开。

按照所述的构成，从热源放射出的红外线在通过滤光器时，规定波长以上的光线被切断。另外，仅使透射过滤光器的红外线透射过透光部件。因此，如果将透光部件与被处理件相对设置，则通过透射过透光部件的红外线对被处理件进行辐射加热，从而可以对被处理件进行热处理(例如干燥)。此时，由于透光部件几乎没有吸收红外线，所以透光部件不会过热。因此，可以在抑制气氛温度的上升的同时对被处理件进行加热处理。

此外，本发明的热处理装置还包括传热阻止机构，该传热阻止机构阻止从所述滤光器表面释放的热量传递给所述透光部件。按照该构成，可以不传递从滤光器表面释放的热量，有助于抑制气氛温度的上升。具体来说，通过将所述滤光器和所述透光部件之间的空间真空绝热，或设置对所述滤光器的表面进行冷却的冷却机构来实现阻止从所述滤光器表面释放的热量传递给所述透光部件。

另外，如果包括移动机构，该移动机构将所述被处理件移向所述热处理炉内的、与所述透光部件的红外线射出一侧相对的区域，则可以连续地对被处理件进行热处理，从而可以提高作业效率。

按照本发明，可以在抑制气氛温度上升的同时高效地对被处理件进行热处理。因此，即使在热处理时从被处理件产生可燃性的气体(NMP等)，气氛温度也不会上升到燃点温度，没有爆炸的危险性。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的热处理装置的简要结构图。

图2是本发明的其他实施方式的热处理装置的简要结构图。

图3是表示热源、滤光器和透光部件形成一体的加热器单元的一个例子的热处理装置的主要部分的剖视图。

附图标记说明

1…热处理炉

2…红外线加热器

3…滤光器

4…透光部件

5…支承部件

6…输送辊

10…热处理装置

100…被处理件

200…加热器单元

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的实施方式的热处理装置进行说明。

如图1所示，热处理装置10包括热处理炉1、热源21、滤光器3及透光部件4。该热处理装置10适合于利用了辐射热的、通过较低的温区域(例如300℃以下)进行的热处理。

热处理炉1包括框体11和绝热层12。框体11由耐热性材料制成。绝热层12设置于框体11的内侧。按照该结构，热处理炉1具有耐热性和绝热性。绝热层12适合使用陶瓷纤维等绝热材料。另外，通过使框体11的内侧是中空的，也可以通过空气层来构成绝热层12。

在本实施方式中，热处理炉1呈扁平的箱状。热处理炉1的形状不限于此。例如，热处理炉也可以是带底的圆筒形。在热处理炉的炉顶的中间部，贯通有矩形的安装孔1A，该安装孔1A用于安装后述的加热器2。

热处理炉1的内部为在图中的上下窄的空间。在该空间中收容有被处理件100。使热处理炉1的内部为上下窄的空间的目的在于使从后述的加热器2射出的红外线高效地向被处理件100照射。

作为被处理件100的具体例子，可以例举锂离子电池用的电极等。如上所述，锂离子电池用的电极在制作时使用将可燃性的NMP作为溶剂的浆液。

热源21中使用放射红外线的发热体。具体来说，可以列举镍铬丝发热体、卤素加热器及碳加热器等。另外，图1中的箭头IR1表示从热源21放射的红外线。热源21所必要的输出根据热处理炉1的尺寸和被处理件100的处理条件而变化。

通过真空模塑将所述热源21和陶瓷纤维等绝热件22形成一体从而将加热器2制作成规定的形状。在本实施方式中，加热器2呈方板形。另外，红外线加热器2的形状不限于此。例如，如果热处理炉1为带底圆筒形，则也可以与此对应，将加热器2形成为半管状或四分之一管状。

热源21的一部分在绝热件22的底面上露出。绝热件22阻断来自热源21的热量。因此，加热器2的红外线的放射方向具有指向性。即，加热器2从绝热件22的底面朝向下方射出红外线。

在绝热件22的上部形成有凸缘部22B。在将加热器2安装到热处理炉1上时，将绝热件22的主体部22A插入所述安装孔1A中。另外，通过螺丝固定等方式将绝热件22的凸缘部22B固定在热处理炉1的外壁上。由此，加热器2以热源21面对热处理炉1的内部的方式安装在热处理炉1上。

在热处理炉1的内壁上，在安装孔1A的开口的周围安装有支承部件5。该支承部件5支承后述的滤光器3和透光部件4。

滤光器3切断规定波长以上的红外线。作为滤光器3的材料，可以适合使用容易获得的石英玻璃。另外，滤光器3的材料不限于此。切断的红外线的波长区域由滤光器3的材料决定。例如，如果是石英玻璃，则通过滤光器3切断波长约4μm以上的红外线，波长小于4μm的红外线可以透射过滤光器3。图1中的箭头IR2表示透射过滤光器3的红外线。

滤光器3呈板状。滤光器3以位于加热器2的下的方式支承在所述支承部件5上。即，滤光器3与热源21邻接设置。

透光部件4使未被滤光器3切断透射过滤光器3的红外线透射，并且将滤光器3和热处理炉1内的气氛分开。作为透光部件4的材料，可以适合使用容易获得的石英玻璃。另外，透光部件4的材料不限于此，例如，虽然价格稍高，但是也可以采用氟化钡、氟化钙或蓝宝石等。

透光部件4呈板状。透光部件4的厚度例如为3mm～5mm左右。另外，透光部件4的厚度不限于该范围。在透光率方面，在透光部件4的厚度薄的情况下是有利的。

透光部件4以位于滤光器3的下方的方式支承在所述支承部件5上。透光部件4和滤光器3以基本平行的方式被支承。即，透光部件4与滤光器3相对，从滤光器3分离开，设置在与热源21相反的一侧。为了使透光部件4可靠地使滤光器3和热处理炉1内的气氛分开，优选的是，提高透光部件4与支承部件5之间的紧密接触性。为了提高该紧密接触性，透光部件4通过密封部件(图中未示出)安装在支承部件5上。作为该密封部件的材料可以适合采用具有耐热性和耐溶剂性的氟素类树脂或硅类树脂。

使透光部件4从滤光器3分离开的目的在于抑制从滤光器3的表面释放的热量传递给透光部件4。图1中的波状线H表示从滤光器3的表面释放的热量。因此，透光部件4和滤光器3的间隔越大越好，例如，将该间隔设定为50mm左右。该间隔可以因下述的传热阻止机构而变小。

传热阻止机构阻止从滤光器3的表面释放的热量传递给透光部件4。具体来说，通过对滤光器3和透光部件4之间的空间9进行真空绝热，或者设置对滤光器3的表面进行冷却的冷却机构可以实现阻止从滤光器3的表面释放的热量传递给透光部件4。作为冷却机构可以适合采用例如风扇、吹风机等送风装置；以及散热片、加热管等热交换器等。

被处理件100在热处理炉1内的、与透光部件4的红外线射出一侧相对的区域被进行热处理。另外，也可以设置将被处理件100移向该区域的移动机构。具体来说，具备如图所示的输送辊6。另外，移动机构并不限于输送辊6。例如，移动机构也可以是输送带等。通过移动机构可以连续地对被处理件100进行热处理，从而提高作业效率。

即使被处理件100是比如图所示的热处理炉1的全长(图1的左右宽度)长的部件也没有关系。在该情况下，在热处理炉1的两侧面设置开口(送入口1B和送出口1C)，由此可以自动地进行下述的一系列处理：如箭头S所示，从热处理炉1的外部送入被处理件100，在热处理炉1内部边依次进行热处理边送出被处理件100。另外，在被处理件100为具有柔性的片状的部件的情况下，也可以如图2所示，将送出辊7和卷取辊8分别设置在送入口1B、送出口1C的外侧，通过卷对卷的方式连续地进行热处理。

按照本实施方式的热处理装置10，从热源21放射的红外线IR1在通过滤光器3时被切断规定波长以上的光线。而且，仅使透射过滤光器3的红外线IR2透射过透光部件4。因此，可以通过透射过透光部件4的红外线IR3对被处理件100进行辐射加热，从而对被处理件100进行热处理(例如干燥)。此时，由于透光部件4几乎没有吸收红外线，所以透光部件4不会过热。因此，可以在抑制气氛温度上升的同时高效地对被处理件100进行加热处理。因此，即使在热处理时从被处理件产生可燃性的气体(NMP等)，气氛温度也不会上升到燃点温度，没有爆炸的危险性。

图3为表示将热源、滤光器和透光部件形成为一体的加热器单元的一个例子的热处理装置的主要部分的剖视图。在图3所示的加热器单元200的例子中，支承部件5为筒状，在上部具有凸缘部5B，将加热器2的主体部22A插入支承部件5的筒内部并利用凸缘部22B将加热器2固定在支承部件5上。由此，形成热源21、滤光器3和透光部件4成为一体的加热器单元200。

在将加热器单元200安装在热处理炉1上时，将支承部件5的主体部5A插入热处理炉1的安装孔1A中。另外，利用凸缘部5B并通过螺丝固定等方式将支承部件5固定在热处理炉1的外壁上。由此，能够以拆装自如的方式构成加热器单元200。

应当认为，所述实施方式的说明在全部的方面都是例示性的而并不是限制性的。本发明的范围不是由所述实施方式表示，而是由权利要求书表示。此外，本发明的范围包括与权利要求等同的含义和范围内的全部的变形。

Claims (8)

1.一种加热器单元，其特征在于包括：

热源，放射红外线；

滤光器，与所述热源邻接设置，切断规定波长以上的红外线；以及

透光部件，与所述滤光器相对，从所述滤光器分离开，设置在与所述热源相反的一侧，使透射过所述滤光器的红外线透射。

2.根据权利要求1所述的加热器单元，其特征在于，所述滤光器和所述透光部件之间的空间被真空绝热。

3.根据权利要求1或2所述的加热器单元，其特征在于，所述滤光器和所述透光部件是石英玻璃制的。

4.一种热处理装置，其特征在于包括：

热处理炉，收容被处理件；

热源，放射红外线；

滤光器，与所述热源邻接设置，切断规定波长以上的红外线；以及

透光部件，与所述滤光器相对，从所述滤光器分离开，设置在与所述热源相反的一侧，使透射过所述滤光器的红外线透射，并把所述滤光器和所述热处理炉内的气氛分开。

5.根据权利要求4所述的热处理装置，其特征在于，该热处理装置还包括传热阻止机构，该传热阻止机构阻止从所述滤光器表面释放的热量传递给所述透光部件。

6.根据权利要求5所述的热处理装置，其特征在于，所述滤光器和所述透光部件之间的空间被真空绝热。

7.根据权利要求5所述的热处理装置，其特征在于，设置有对所述滤光器的表面进行冷却的冷却机构。

8.根据权利要求4～7中任一项所述的热处理装置，其特征在于，该热处理装置还包括移动机构，该移动机构将所述被处理件移向所述热处理炉内的、与所述透光部件的红外线射出一侧相对的区域。

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