CN108885056A - 低温干燥装置 - Google Patents
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Abstract
低温干燥装置10具备炉体12、片材20、红外线透过板30、供气装置40、排气装置45以及红外线加热器50。片材20以将作为被干燥物的涂膜22配置于炉体12的内部的方式对涂膜22进行保持。红外线透过板30设置于炉体12中与片材20对置的面。供气装置40和排气装置45使得冷却风在涂膜22与红外线透过板30之间流通。红外线加热器50配置成在炉体12的外侧的敞开空间OP与红外线透过板30对置。
Description
技术领域
本发明涉及低温干燥装置。
背景技术
以往，作为干燥装置，已知如下干燥装置，该干燥装置具备：炉体；移动体，其以载置有被干燥物的状态而在炉体的内部空间移动；红外线加热器，其配置于炉体的内部空间的上方；以及气体供给机构，其将温度以及湿度经过调节后的气体向炉体的内部空间供给(参照专利文献1)。另外，还已知：这种干燥装置中具备红外线透过板，该红外线透过板将炉体的内部空间中的包含移动体的第一空间、和包含红外线加热器的第二空间隔开，使温度以及湿度经过调节后的气体从第一空间通过(参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许3897456号公报
专利文献2：国际公开第2014/132952号小册子
发明内容
但是，任何干燥装置都在炉体的内部空间配置有红外线加热器，因此，有时对于干燥物的干燥不必要的波长的红外线被炉壁吸收，从而会使得炉壁的温度升高，进而会使得炉内气氛温度升高。有时被干燥物所容许的上限温度较低，在这种情况下，炉内气氛温度有可能会超过该上限温度。
本发明是为了解决上述课题而完成的，其主要目的在于，即便在对容许的上限温度较低的被干燥物进行干燥的情况下，也不会超过该上限温度而能够高效地进行干燥。
本发明的低温干燥装置具备：
炉体；
被干燥物保持部件，该被干燥物保持部件以将被干燥物配置于所述炉体的内部的方式对所述被干燥物进行保持；
红外线透过板，该红外线透过板设置于所述炉体中与所述被干燥物保持部件对置的面；
冷却风流通机构，该冷却风流通机构使冷却风在保持于所述被干燥物保持部件的所述被干燥物与所述红外线透过板之间流通；以及
红外线加热器，该红外线加热器配置成在所述炉体的外侧的敞开空间与所述红外线透过板对置。
该低温干燥装置中，由于在红外线加热器的周围不存在炉壁，所以不会出现炉壁将对于被干燥物的干燥不必要的波长的红外线吸收而变为高温的情形。因此，能够防止炉内气氛温度过度升高。另外，由于冷却风在被干燥物与红外线透过板之间流通，所以能够将被干燥物及其保持部件维持为较低的温度，还能够将红外线透过板维持为低温。据此可知：即便在对容许的上限温度较低的被干燥物进行干燥的情况下，也能够不超过该上限温度而高效地进行干燥。
本发明的低温干燥装置可以具备低温化机构，该低温化机构使得所述红外线加热器的周围形成为低温。虽然红外线加热器的周围被红外线加热器加热，但是通过低温化机构而能实现低温化。虽然红外线加热器的周围的气体与红外线透过板接触，不过，由于该气体的温度实现了低温化，所以能够可靠地将红外线透过板维持为低温。
本发明的低温干燥装置中，所述冷却风流通机构可以具有所述冷却风的供气口以及排气口，所述供气口以及所述排气口形成为沿着所述红外线透过板的板面细长地延伸的狭缝。由此，冷却风容易沿着红外线透过板的板面而流动，因此，能够高效地对红外线透过板进行冷却。
本发明的低温干燥装置中，所述炉体的至少侧面可以是不具有隔热件的金属面。由此，即便炉内气氛温度开始上升，由于经由不具有隔热件的金属面而容易地散热，所以也能够将炉内气氛温度维持得较低。
附图说明
图1是示出低温干燥装置10的概略结构的纵向剖视图。
图2是图1的A－A剖视图。
图3是红外线加热器50的纵向剖视图。
图4是图3的B－B剖视图。
具体实施方式
接下来，利用附图，对本发明的实施方式进行说明。图1是示出作为本发明的一个实施方式的低温干燥装置10的概略结构的纵向剖视图，图2是图1的A－A剖视图。为了方便说明，将低温干燥装置10的前后方向、上下方向设为图1中示出的前后方向、上下方向，并将低温干燥装置10的左右方向设为与纸面垂直的方向(纸面的里侧为左侧，近前侧为右侧)。
低温干燥装置10具备炉体12、片材20、红外线透过板30、供气装置40、排气装置45、红外线加热器50、加热器用管道60以及控制器70。另外，低温干燥装置10具备：辊17，其设置于炉体12的前方；以及辊18，其设置于炉体12的后方。该低温干燥装置10构成为：利用辊17、18而连续地对在上表面形成有涂膜22的片材20进行输送并对其进行干燥的、辊对辊方式的干燥装置。
炉体12用于对涂膜进行干燥。炉体12是形成为近似长方体的构造体，其前表面13、后表面14以及左右侧面(未图示)为不具有隔热件的金属面。金属面只要为导热性高的金属面即可，例如可以举出：不锈钢、防蚀铝加工后的铝等。可以在该金属面设置用于使其具有结构方面的强度的柱、梁。在炉体12的上表面，在与片材20对置的位置嵌入有红外线透过板30。在炉体12的前表面13以及后表面14分别设置有开口15、16。开口15、16为相对于炉体12的内部的出入口。该炉体12的从前表面13至后表面14的长度例如为2m～10m。炉体12具备从开口15至开口16的输送通路19。输送通路19沿水平方向将炉体12贯穿。在单面涂布有涂膜22的片材20从该输送通路19通过。
对于片材20并未特别限定，例如为树脂制的片材，本实施方式中设为由PET薄膜形成的片材。对于片材20并未特别限定，例如厚度为10μm～100μm，宽度(左右方向上的长度)为200mm～1000mm，炉内的片材20在前后方向上的长度为1000mm～1500mm。另外，涂膜22涂布于片材20的上表面，例如在干燥后用作MLCC(层叠陶瓷电容器)用的薄膜。涂膜22例如含有陶瓷粉末或金属粉末、有机粘合剂以及有机溶剂。对于涂膜22的厚度并未特别限定，例如为20μm～1000μm。
红外线透过板30安装成将设置于炉体12上表面的开口12a覆盖，并与保持有涂膜22的片材20对置。红外线透过板30由石英玻璃、硼硅酸冕玻璃等制成，作为使得3.5μm以下的波长的红外线通过、且将超过3.5μm的波长的红外线吸收的滤波器而发挥作用。该红外线透过板30的材质优选为与后述的红外线加热器50的内管53、外管55相同的材质。另外，红外线透过板并不限定于使得3.5μm以下的波长的红外线透过，也可以使得6μm等较长波长的红外线透过。
供气装置40是将流体向片材20的表面侧供给(送风)而使得从炉体12内通过的涂膜22及片材20、红外线透过板30冷却的装置。供气装置40具备供气风扇41、管构造体42以及供气口43。供气风扇41安装于管构造体42，将流体向管构造体42的内部供给。流体是能够对片材20进行冷却的冷风，例如为常温或50℃以下的空气。供气风扇41能够对流体的流量、温度进行调节。管构造体42是来自供气风扇41的流体的通路。管构造体42形成从供气风扇41将炉体12的顶壁贯穿并到达炉体12的内部的通路。供气口43是来自供气风扇41的流体朝向炉体12的供给口。该供气口43设置于炉体12中的作为片材20的输出侧的开口16侧，并朝向作为输入侧的开口15侧开口。如图2所示，供气口43形成为沿着红外线透过板的板面在前后方向上细长地延伸的狭缝。供气装置40向与片材20的输送方向相反的方向(图1的左侧)供给流体。
排气装置45是将炉体12内的气氛气体排出的装置。排气装置45具备排气风扇46、管构造体47以及排气口48。排气口48设置于炉体12中的作为片材20的输入侧的开口15侧，并朝向作为输出侧的开口16侧开口。该排气口48也与供气口43同样地形成为沿着红外线透过板的板面在前后方向上细长地延伸的狭缝。排气口48安装于管构造体47，对炉体12内的气氛气体(主要为沿着涂膜22的表面流动后的来自供气装置40的空气)进行吸引并将其向管构造体47内引导。管构造体47是从排气口48朝向排气风扇46的气氛气体的流路。管构造体47形成从排气口48将炉体12的顶壁贯穿并到达排气风扇46的通路。排气风扇46安装于管构造体47，将管构造体47内部的气氛气体排出。
红外线加热器50是从炉体12的外侧经由红外线透过板30而对从炉体12内通过的涂膜22照射红外线的装置，多个红外线加热器50悬挂于在炉体12的外部的敞开空间OP设置的框架51。这些红外线加热器50与红外线透过板30对置。本实施方式中，敞开空间OP是供炉体12设置的房屋内的空间。本实施方式中，从红外线透过板30的前部至后部大致均匀地配置有多个(本实施方式中为6个)红外线加热器50。该多个红外线加热器50均形成为同样的结构，并安装成使得其长度方向和涂膜22的输送方向正交。以下，参照图3及图4，对1个红外线加热器50的结构进行说明。图3是红外线加热器50的纵向剖视图，图4是图3的B－B剖视图。
红外线加热器50具备：加热器主体54，其形成为内管53将发热体52包围；外管55，其形成为将上述加热器主体54包围；有底筒状的罩(cap)56，其气密性地嵌入于外管55的两端；以及流路57，其形成于加热器主体54与外管55之间、且能够供制冷剂流通。发热体52被通电加热到700℃～1200℃，从而放射在3μm的波长附近具有峰值的红外线。内管53由石英玻璃、硼硅酸冕玻璃等制成，并作为使得3.5μm以下的波长的红外线通过、且将超过3.5μm的波长的红外线吸收的滤波器而发挥作用。加热器主体54的两端支承于保持件58，该保持件58配置于罩56的内部。外管55与内管53同样地由石英玻璃、硼硅酸冕玻璃等制成，并作为使得3.5μm以下的波长的红外线通过、且将超过3.5μm的波长的红外线吸收的滤波器而发挥作用。流路57使得制冷剂从设置于一个罩56的供给口朝向设置于另一个罩56的排出口流动。在流路57中流动的制冷剂例如为空气、惰性气体等，通过与内管53和外管55接触而夺取热，由此对各管53、55进行冷却。对于这种红外线加热器50而言，如果从发热体52放射在3μm的波长附近具有峰值的红外线，则其中的3.5μm以下的波长的红外线从内管53、外管55通过而向加热对象物照射。据说该波长的红外线将有机溶剂的氢键断开的能力优异，能够有效地使有机溶剂蒸发。另一方面，内管53、外管55将超过3.5μm的波长的红外线吸收，利用在流路57中流动的制冷剂对该红外线进行冷却。因此，能够将红外线加热器50的外表面维持为200℃以下。
加热器用管道60用于将在炉体12的外侧的敞开空间OP所配置的红外线加热器50的周围的气体朝向设置有低温干燥装置10的房屋的外部排出而进行换气。因此，能够将红外线加热器50的周围的温度维持得较低。
控制器70构成为以CPU为中心的微处理器。该控制器70将控制信号输出至供气风扇41、排气风扇46，由此对从供气口43送出的流体的温度以及风量进行控制、或者对来自排气口48的排气量进行控制。另外，控制器70对辊17、辊18的旋转速度进行控制，由此，能够对炉体12内的片材20以及涂膜22的通过时间、施加于片材20以及涂膜22的张力进行调整。该控制器70也进行各红外线加热器50的输出控制。
接下来，对利用这样构成的低温干燥装置10对涂膜22进行干燥的处理的一例进行说明。首先，控制器70使辊17、辊18旋转而开始对片材20进行输送。由此，从配置于低温干燥装置10的左端的辊17对片材20进行卷绕释放。另外，在即将从开口15将片材20输入至炉体12内之前，利用未图示的涂布机将涂膜22涂布于该片材20的上表面。然后，将涂布有涂膜22的片材20向炉体12内输送。此时，控制器70对供气风扇41、排气风扇46、红外线加热器50等进行控制。由此，在片材20从炉体12的内部通过的期间，从红外线加热器50经由红外线透过板30照射红外线而对在片材20的上表面所形成的涂膜22进行干燥。与此同时，利用来自供气装置40的冷风对涂膜22、片材20、红外线透过板30进行冷却，将从涂膜22蒸发出的溶剂从排气装置45排出。在此期间，借助加热器用管道60将红外线加热器50的周围的热气排出而进行换气。联合实施这些操作的结果，在炉内气氛温度保持为低温(例如40℃、35℃)的状态下对涂膜22进行干燥而使之形成为薄膜，并从开口16将该薄膜输出。然后，将该薄膜(涂膜22)与片材20一同卷绕于在炉体12的右端设置的辊18。然后，使薄膜从片材20剥离，将其切断为规定形状并对其进行层叠，由此制造出MLCC。
此处，明确示出本实施方式的构成要素和本发明的构成要素的对应关系。本实施方式的低温干燥装置10相当于本发明的低温干燥装置，炉体12相当于炉体，片材20相当于被干燥物保持部件，红外线透过板30相当于红外线透过板，供气装置40以及排气装置45相当于冷却风流通机构，红外线加热器50相当于红外线加热器，加热器用管道60相当于低温化机构。
根据以上详细说明的本实施方式的低温干燥装置10，由于在红外线加热器50的周围不存在炉壁，所以不会出现炉壁将对于涂膜22的干燥不必要的波长的红外线吸收而变为高温的情形。因此，能够防止炉体12的内部的气氛温度过度升高。另外，由于冷却风在涂膜22与红外线透过板30之间流通，所以能够将涂膜22、片材20维持为较低的温度，还能够将红外线透过板30也维持为低温。据此可知：即便在对容许的上限温度较低的涂膜22进行干燥的情况下，也能够不超过该上限温度而高效地进行干燥。另外，由于红外线加热器50配置于炉外，所以能够减小炉内容积。此外，即便红外线加热器50的温度升高，炉内也几乎不会受到其影响，所以能够提高红外线加热器50的输出而在短时间内实现干燥。
另外，虽然红外线加热器50的周围被红外线加热器50加热，但是利用加热器用管道60进行换气而替换为温度较低的新气体。虽然红外线加热器50的周围的气体与红外线透过板30接触，但是，由于该气体的温度实现了低温化，所以能够可靠地将红外线透过板30维持为低温。
此外，由于冷却风的供气口43以及排气口48形成为沿着红外线透过板30的板面细长地延伸的狭缝，所以冷却风容易沿着红外线透过板30的板面而流动，从而能够高效地对红外线透过板30的板面进行冷却。
进而，由于炉体12的侧面为不具有隔热件的金属面，所以，即便炉内气氛温度开始升高，也能经由不具有隔热件的金属面而容易地散热。因此，能够将炉内气氛温度维持得较低。
应予说明，本发明并未受到上述实施方式的任何限定，当然，只要属于本发明的技术范围就可以以各种方案来实施。
例如，上述实施方式中，举例示出了片材20架设于两个辊17、18的辊对辊方式，不过，并不特别限定于此。例如，可以采用如下分批(batch)式方式，即，将盖设置于炉体12，将该盖打开并将被干燥物配置于炉体12内，然后将盖关闭而实施干燥处理，然后再将盖打开而取出被干燥物。或者，可以采用如下方式，即，将被干燥物直接载置于从入口向出口输送的输送带的上表面，或者将被干燥物装入容器而载置于从入口向出口输送的输送带的上表面。
上述实施方式中，在敞开空间OP设置有加热器用管道60，不过，也可以安装对敞开空间OP的温度、湿度进行控制的空调来代替加热器用管道60。即便如此，也能够使红外线加热器50的周围的气体实现低温化。
上述实施方式中，作为红外线加热器50而采用了放射3.5μm以下的波长的红外线的红外线加热器，不过，并不特别限定于此，也可以采用在0.7μm～1000μm的范围内具有适当的波长区域的红外线加热器。
上述实施方式中，涂膜22被用作MLCC用的薄膜，但并不局限于此。例如，也可以用作LTCC(低温烧成陶瓷)、其他生片(green sheet)用的薄膜。或者，涂膜22可以用作构成锂离子二次电池等电池用的电极的涂膜。这种情况下，涂膜22可以是将电极材料糊涂布于片材20上而形成的结构，其中，该电极材料糊例如通过对电极材料(正极活性物质或负极活性物质)、粘合剂、导电材料以及溶剂一同进行混炼而获得。在涂膜22为构成电池用的电极的涂膜的情况下，片材20可以为铝、铜等金属片材。
上述实施方式中，并未特别指定供气装置40的供气口43的位置关系，不过，为了防止因对涂膜22进行处理或者加热而导致对流热从涂膜22上升，如果供气口43的上部43a(参照图2)位于比涂膜22与红外线透过板30之间的距离的中间点(正中间的点)更靠近红外线透过板30的那侧，则更容易实现本发明的效果。
本申请基于2016年3月28日申请的日本专利申请第2016－063626号而主张优先权，通过引用而将其全部内容并入本说明书中。
产业上的可利用性
本发明能够用于需要对涂膜等干燥对象进行干燥的产业、例如制造MLCC、LTCC等的陶瓷产业、制造锂离子二次电池的电极涂膜的电池产业等。
附图标记说明
10…低温干燥装置、12…炉体、12a…开口、13…前表面、14…后表面、15、16…开口、17、18…辊、19…输送通路、20…片材、22…涂膜、30…红外线透过板、40…供气装置、41…供气风扇、42…管构造体、43…供气口、43a…上部、45…排气装置、46…排气风扇、47…管构造体、48…排气口、50…红外线加热器、51…框架、52…发热体、53…内管、54…加热器主体、55…外管、56…罩、57…流路、58…保持件、60…加热器用管道、70…控制器。
Claims (4)
1.一种低温干燥装置，其中，
所述低温干燥装置具备：
炉体；
被干燥物保持部件，该被干燥物保持部件以将被干燥物配置于所述炉体的内部的方式对所述被干燥物进行保持；
红外线透过板，该红外线透过板设置于所述炉体中与所述被干燥物保持部件对置的面；
冷却风流通机构，该冷却风流通机构使冷却风在保持于所述被干燥物保持部件的所述被干燥物与所述红外线透过板之间流通；以及
红外线加热器，该红外线加热器配置成在所述炉体的外侧的敞开空间与所述红外线透过板对置。
2.根据权利要求1所述的低温干燥装置，其中，
具备低温化机构，该低温化机构使得所述红外线加热器的周围形成为低温。
3.根据权利要求1或2所述的低温干燥装置，其中，
所述冷却风流通机构具有所述冷却风的供给口以及排出口，
所述供给口以及所述排出口是沿着所述红外线透过板的板面细长地延伸的狭缝。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的低温干燥装置，其中，
所述炉体的至少侧面是不具有隔热件的金属面。
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