JP2009009925A - 乾燥炉 - Google Patents

Abstract

【課題】電極塗工箔製造に用いられる乾燥炉であって、乾燥炉を停止させることなく、乾燥炉内に配設されエアノズルやヒータ等を回避して自動的に電極基材を導通させてセッティングすることのできる技術を提案する。
【解決手段】乾燥炉１１に、電極基材１０の搬送経路Ｒの両側部において前記搬送経路Ｒに並走する二本の線材２１・２１と、前記線材２１・２１を電極基材１０の搬送方向に走行させる駆動手段３３と、前記二本の線材２１・２１に架設され前記電極基材１０の先端辺が固定された誘導体２５とを備え、エアノズル１５よりエアを吹き出した状態で線材２１・２１を走行させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電極塗工箔製造に用いる乾燥炉に関し、詳細には、片面又は両面に塗布により形成された電極合剤塗料層を有する帯状の電極基材を略水平方向で走行させながら乾燥を行う乾燥炉に関する。

二次電池の電極材料として、電極基材である金属箔の両面に電極活物質層が形成された電極塗工箔が用いられる。この電極塗工箔の製造において、ロール状に巻かれた帯状の電極基材（金属箔）が連続的に繰り出されて搬送されるうちに、塗工ダイにて電極活物質を含む電極合剤塗料が前記電極基材の片面又は両面に塗布され、乾燥炉に導入される。前記乾燥炉では、両面又は片面に電極合剤塗料層を有する電極基材が略水平方向に搬送されるうちに、前記電極合剤塗料層が乾燥して、電極基材の両面又は片面に電極活物質層が形成された電極塗工箔となる。この電極塗工箔は、乾燥炉より搬出されて再びロール状に巻き取られ、適宜な大きさにカットされて使用される。

一般に、電極塗工箔製造に用いる乾燥炉では、該乾燥炉内に２０ｍを超す長さを有する電極基材の搬送経路が設けられる。乾燥炉に導入される電極基材に塗布された電極合剤塗料は未乾燥であるため、前記乾燥炉における電極基材の搬送に、該電極基材を前記搬送経路に沿って浮上した状態で走行させるエアフローティング方式が採用されたものがある。

以下に従来技術に係る乾燥炉について、図８及び図９を用いて説明する。図８は従来の乾燥炉の外観を示す図、図９は同じく従来の乾燥炉内部の構成を示す図である。
エアフローティング方式が採用された乾燥炉では、例えば、図９に示すように、前記電極基材１０を支持するエアを吹き出すエアノズル１５・１５・・・が、前記電極基材１０の搬送経路の上方と下方とに交互に設けられ、前記電極基材１０は前記エアノズル１５から数ミリ程度離れた状態に浮上して乾燥炉１１内を走行する。前記エアノズル１５より吹き出されるエアや、同じく搬送経路に沿って設けられたヒータ１６・１６・・・等により、電極基材１０に塗布された電極合剤塗料が強制乾燥される。

上述のような構成の乾燥炉１１に電極基材１０を最初に導通させる際には、例えば、図８及び図９に示すように、乾燥炉１１を停止させたうえで所定の温度まで冷却し、筐体１２の扉１２ａを開放してエアノズル１５・１５・・・やヒータ１６・１６・・・の間を縫うように電極基材１０を通し、所定の温度まで昇温して乾燥炉１１を動作させる。

前記エアノズル１５・１５・・・は電極基材１０の搬送経路の上下に交互に設けられるため、乾燥炉１１内を搬送される電極基材１０は、側面視において波打って走行することとなる。また、搬送経路の上下方向高さはわずかであり、また、電極基材１０は破れやすいので、電極基材１０を搬送経路に最初に導通させる際には繊細な作業が必要となる。このことから、エアフローティング方式が採用された乾燥炉１１において電極基材１０を最初に導通させる作業を機械的に行うことは困難であり、作業者の手作業により行われている。

乾燥炉１１へ電極基材１０を作業者の手作業で導通させる作業は、新たな電極基材１０をセッティングするときだけでなく、操業中に電極基材１０が途中で破断した際にも行われる。電極基材１０が途中で破断した場合には、乾燥炉１１は高温であるため適当な温度となるまで待って電極基材１０を通し、再度昇温させねばならない。これに加え、２０ｍを超す長さの電極基材１０をセットする作業は、非常に手間のかかる作業である。従って、乾燥炉１１へ電極基材１０を作業者の手作業で導通させる作業は、膨大な時間のロスとなり、生産性の低下に繋がっていた。

特許文献１では、両面に電極合剤塗料が塗布された電極基材（電極集電体）を略水平方向に搬送させながら乾燥を行う技術が開示されている。この技術では、周回移動するローラチェーンに電極基材の縁部を狭持・解放するクリップを設け、ローラチェーンの周回移動に伴って電極基材を搬送する構成のものである。しかし、この技術では、エアフローティング方式が採用された乾燥炉で波打つように電極基材を導通させることは困難である。
特開２００２−３６７６０３号公報

上記に鑑み、本発明では、電極塗工箔製造に用いられ、片面又は両面に塗布により形成された電極合剤塗料層を有する帯状の電極基材を略水平方向で走行させながら乾燥を行う乾燥炉であって、乾燥炉を停止させることなく、つまり、乾燥炉の加熱を停止したり降温させたり扉を開いたりすることなく、乾燥炉内に配設されるエアノズルやヒータ等を回避して、自動的に電極基材を通してセッティングすることのできる技術を提案する。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、電極塗工箔製造に用いられ、電極塗料が塗布された電極基材を、エアノズルから吐出されるエアにより浮上させた状態で搬送しながら乾燥を行う乾燥炉であって、前記電極基材の搬送経路の両側部において前記搬送経路に並走する二本の線材と、前記線材を電極基材の搬送方向に走行させる駆動手段と、前記二本の線材間に架設され、前記電極基材の先端辺が固定された誘導体とを、備えるものである。

請求項２においては、前記線材の走行経路は、単数又は複数のガイドローラにより形成されるものである。

請求項３においては、前記乾燥炉に、前記線材を介して電極基材側とその反対側に隣接して配置され、周面間で前記線材を挟持する一組のローラを備え、前記一組のローラのうち、前記線材を介して電極基材側に配置されるローラを、該線材の走行方向下流側へ転倒可能に構成するとともに、前記誘導体に前記ローラに当接可能な当接部材を設けたものである。

請求項４においては、前記誘導体は板状部材にて構成され、該誘導体の両側部には前記二本の線材を挟持可能な固定部が設けられており、該固定部により前記線材を挟持することで、前記誘導体が前記線材に対して着脱可能に架設されているものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

本発明によれば、乾燥炉を停止させることなく、該乾燥炉内に電極基材を自動的に通してセッティングすることができる。従って、電極基材を乾燥炉にセッティングするに際し、降温及び昇温のための時間を要せず、また、一つ一つ波打つように箔を通す煩雑な作業も不要となり、生産性の向上に寄与することができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施例に係る電極基材導通装置の構成を示す側面図、図２は電極基材導通装置の構成を示す斜視図、図３はサイドローラの構成を示す側面図である。図４は別実施例に係る誘導板を示す斜視図、図５は同じく誘導板の固定部を示す拡大斜視図、図６は同じく固定部を示す拡大正面図、図７は同じく固定部の線材への取付状態を示す拡大正面図である。図８は従来の乾燥炉の外観を示す図、図９は同じく従来の乾燥炉内部の構成を示す図である。

本発明の実施例に係る乾燥炉は、電極基材である金属箔の両面に電極活物質層が形成された電極塗工箔の製造に用いるものであって、片面又は両面に塗布による電極合剤塗料層が形成された帯状の電極基材（金属箔）を略水平方向に搬送しながら、前記電極合剤塗料を乾燥させるものである。

前記乾燥炉１１には、エアフローティング方式の電極基材１０の搬送手段が備えられる。この搬送手段は、図１に示すように、電極基材１０を浮上させるためのエアを下方へ吹き出すエアノズル１５と、エアを上方へ吹き出すエアノズル１５とが、上下交互に振り分け配置されたものである。そして、このエアノズル１５・１５・・・の吹出口から吹き出されるエアにより、各エアノズル１５の吹出口から数ｍｍ程度離れた位置を電極基材１０が通過する搬送経路Ｒが形成される。なお、前記電極基材１０は、乾燥炉１１よりも電極基材１０の搬送方向下流側に設けられたテンションローラにて牽引され、前記乾燥炉１１内の搬送経路Ｒを前記エアノズル１５に対して非接触状態で搬送される。

上記のように乾燥炉１１には、電極基材１０の搬送経路Ｒを介して上下に設けられるエアノズル１５・１５・・・や、前記電極基材１０に塗布された電極合剤塗料を乾燥させるためのヒータ１６・・・が設けられ、電極基材１０の搬送経路Ｒはエアノズル１５やヒータ１６の間を縫って側面視において波打つ形状のものとなる。

上記構成の乾燥炉１１内に、電極基材導通装置２０が設けられる。前記電極基材導通装置２０は、前記乾燥炉１１内の搬送経路Ｒに電極基材１０を導通させてセッティングするための装置である。

前記電極基材導通装置２０には、前記電極基材１０の搬送経路Ｒの、搬送方向に対する直交方向の両側部において前記搬送経路Ｒに並走する二本の線材２１・２１と、前記線材２１・２１を電極基材１０の搬送方向に走行させる駆動手段３３と、前記二本の線材２１・２１間に架設され前記電極基材１０の先端辺が固定された誘導体２５とが、備えられる。

前記線材２１・２１は、前記搬送経路Ｒに並走し、且つ、前記搬送経路Ｒを搬送される電極基材１０の幅方向両端よりも側方を通るように配設される。従って、前記二本の線材２１・２１は、電極基材１０の幅よりも広い距離で離間され、略平行に乾燥炉１１内に配置される。また、前記線材２１・２１は、側面視において前記搬送経路Ｒとほぼ重複することとなる。なお、前記線材２１として、ワイヤやピアノ線等を用いることができる。

前記二本の線材２１・２１は、搬送経路Ｒの下流側に設けられた二つの駆動プーリ３２・３２（又は駆動ローラ）にそれぞれ巻回される。前記駆動プーリ３２・３２は略同径であって同軸上に設けられ、これら一組の駆動プーリ３２・３２を同期して回転駆動する電動モータ等の駆動手段３３が設けられる。この駆動プーリ３２・３２が駆動手段３３にて回転駆動されることにより、前記二本の線材２１・２１は同調して電極基材１０の搬送方向に走行駆動されることとなる。

前記二本の線材２１・２１間には、誘導体２５が架設される。前記誘導体２５は、線材２１の或点に固定された固定部材２３・２３と、前記固定部材２３・２３に固設された当接部材２４・２４と、二つの当接部材２４・２４間に架設された先導部材２２とで構成される。前記先導部材２２と線材２１・２１とが平面視において略直交するように、線材２１上の固定部材２３の位置が定められる。

前記先導部材２２は、板状又は棒状部材であって、該先導部材２２に電極基材１０の先端辺が固定される。従って、電極基材１０の先端辺は、二本の線材２１・２１間において前記線材２１・２１に沿って走行する。なお、前記先導部材２２への電極基材１０の固定手段として、接着剤や、クリップ等の狭持部材など、適当な手段を採用することができる。

前記電極基材１０の搬送経路Ｒに並走する前記線材２１・２１の走行経路は、単数又は複数のガイドローラ３１・３１・・・、並びに単数又は複数のサイドローラ３４・３４・・・等で形成される。

前記ガイドローラ３１・３１・・・は、上下方向に波打つ電極基材１０の搬送経路Ｒに沿って線材２１・２１を走行させるために設けられるものである。前述の通り、電極基材１０の搬送経路Ｒは、ヒータ１６・１６・・・との接触を回避しつつ、上下に振り分け配置されたエアノズル１５・１５・・・の吹き出し口から数ｍｍ程度離れた位置を通って略水平方向に電極基材１０を搬送するものである。このような搬送経路Ｒに線材２１・２１を並走させることで、該線材２１・２１に沿って走行する誘導体２５に固定された電極基材１０の先端辺は、エアノズル１５やヒータ１６に当接しないのである。

前記ガイドローラ３１・３１・・・は、上述のように線材２１を走行させるために必要な適宜位置に適宜数が設けられる。本実施例において、前記ガイドローラ３１・３１・・・は、エアノズル１５・１５・・・の側部に取り付けられる。これにより、別途ガイドローラ３１・３１・・・の支持部材を設ける必要が無く、また、コンパクトに構成することができる。

前記サイドローラ３４・３４・・・は、前記線材２１・２１の略水平方向への振れを防止するために設けられるものである。
前記サイドローラ３４には、前記線材２１を介して電極基材１０側とその反対側に隣接して配置され、周面間で前記線材２１を挟持する一組のローラ３４ａ・３４ｂが備えられる。

前記一組のローラ３４ａ・３４ｂのうち、前記線材２１を介して電極基材１０側に配置されるローラ３４ｂは、線材２１の走行方向下流側へ転倒可能に構成される。
図３にも示すように、前記サイドローラ３４を構成する一組のローラ３４ａ・３４ｂのうち、二本の線材２１・２１の間に配置されるローラ３４ｂ・３４ｂは、略水平方向を軸方向とする支承軸３５に揺動可能に支承され、線材２１・２１の走行方向下流側へ回転して倒すことができる。そして、前記ローラ３４ｂには、回転軸方向が略垂直方向である状態を定常状態とするように、付勢部材が設けられる。前記付勢部材として、錘やバネ等を採用することができる。

上記構成の電極基材導通装置２０は、乾燥炉１１に備えられたエアノズル１５からエアが吹き出されている状態で運転される。

電極基材導通装置２０を運転させると、駆動手段３３により駆動プーリ３２・３２が回転駆動されて、線材２１・２１が乾燥炉１１内を走行する。線材２１・２１が乾燥炉１１内を走行すると、該線材２１・２１の走行に伴って誘導体２５に固定された電極基材１０の先端辺が移動する。前記線材２１は、電極基材１０の搬送経路Ｒを並走するため、電極基材１０の先端辺は電極基材１０の搬送経路Ｒを移動する。これにより、電極基材１０の先端辺は、エアノズル１５及びヒータ１６と当接することなく、乾燥炉１１内に導通される。

前記電極基材１０の先端辺が電極基材１０の搬送経路Ｒを移動すると、前記電極基材１０の他の部分は、エアノズル１５・１５・・・から吹き出されるエアにより、エアノズル１５・１５・・・の吹出口から数ｍｍ程度離れた位置を通過し、電極基材１０の搬送経路Ｒに沿って搬送されることとなる。

なお、前記誘導体２５がサイドローラ３４の側方を通過する際には、前記当接部材２４が電極基材１０側に位置するローラ３４ｂに当接することにて、該ローラ３４ｂが線材２１の走行方向下流側へ押し倒される。誘導体２５が通過したのちは、前記ローラ３４ｂは自動的に復帰して、サイドローラ３４として機能する。

上述の電極基材導通装置２０によれば、乾燥炉１１を停止させることなく、電極基材１０を搬送経路に導通させてセッティングすることができる。つまり、電極基材１０が破断したような場合でも、乾燥炉の降温・昇温を行う必要が無く、速やかに、製造ラインを再開させることができる。また、電極基材１０を乾燥炉１１にセッティングするに際して、作業者による煩雑な手作業の必要がなく、また、高速に電極基材１０を乾燥炉１１にセッティングすることができる。

次に、本発明の別実施例について、図４〜図７を用いて説明する。なお本実施例において説明する乾燥炉１１において、上述の実施例と共通する部分については、同符号を付してその説明を省略する。

図４は本実施例に係る誘導板２６を示す斜視図である。該誘導板２６は、本願発明における誘導体の一実施形態であり、前述の実施例おける誘導体２５に相当するものである。
前記誘導板２６は板状部材にて構成されており、例えば厚さ０．５〜数ｍｍ程度の金属板にて構成されている。
該誘導板２６は前後幅（搬送方向の幅）Ｌが３０〜８０ｍｍ程度であり、該誘導板２６が前記ガイドローラ３１・３１・・・の上下を通過する際に支障とならず、スムーズに通過できる程度の厚さ・幅等に形成される。

本実施例においては、前記当接部材として、該誘導板２６の前端（搬送方向側端）における左右それぞれの一部が前方に突出され、上方に湾曲されることで当接部２６ｃ・２６ｃが形成される。前記実施例と同様、該当接部２６ｃが電極基材１０側に位置するローラ３４ｂに当接することにて、該ローラ３４ｂが線材２１・２１の走行方向下流側へ押し倒されるのである。誘導板２６が通過したのちは、前記ローラ３４ｂは自動的に復帰して、サイドローラ３４として機能する。
なお、本実施例では誘導板２６自体が前記当接部の役割を果たし、該ローラ３４ｂを押し倒すこともできるため、前記当接部２６ｃ・２６ｃを形成しない構成とすることも可能である。

一方、誘導板２６の両端部には、前記二本の線材２１・２１に固定するための固定部４０・４０が設けられている。該固定部４０・４０は、前記線材２１・２１をそれぞれ挟持可能に構成されており、前記誘導板２６は、後述するように前記固定部４０・４０により前記線材２１・２１に対して着脱可能に取り付けられている。
また、該誘導板２６への電極基材１０の固定手段としては、上述の実施例と同様に、接着剤や、クリップ等の狭持部材など、適当な手段が用いられる。図４では、電極基材１０の先端部１０ａを、テープ２７で前記誘導板２６に接着した場合について示している。

前記固定部４０の構成について、図５を用いて説明する。図５は一方の前記固定部４０を示す拡大斜視図である。該固定部４０は、前記誘導板２６の搬送方向における両端部に設けられる上側クランパ２６ａ・２６ａ及び下側クランパ２６ｂと、前記当接部２６ｃと、搬送方向へ所定の間隔を設けた状態で誘導板２６に固設される一対の支持具４１・４１と、該支持具４１・４１の間に架け渡される回動軸４２と、該回動軸４２の略中央部で回動可能に軸支されるレバー４３と、からなる。

前記上側クランパ２６ａ・２６ａ及び下側クランパ２６ｂは、前記誘導板２６の両側部の一部を変形して形成される。詳しくは、誘導板２６の端部を搬送方向へ略三等分する位置に切りこみが形成され、切り分けられた誘導板２６のそれぞれの先端が略Ｕ字状に湾曲されるのである。即ち、該誘導板２６端部において三分割されたうちの中央部分が、下側に湾曲した下側クランパ２６ｂとして形成され、同様に誘導板２６端部において三分割されたうちの両側部分が、上側に湾曲した上側クランパ２６ａ・２６ａとして形成されるのである。

前記支持具４１・４１は、ボルト等の固定部材若しくは溶接等によって誘導板２６に固設される。誘導板２６に固設された支持具４１・４１にはそれぞれ前記線材２１と平行に孔が開口され、それぞれの孔には前記回動軸４２の両端が挿入され、支持具４１・４１の間に該回動軸４２が架け渡されている。

前記レバー４３は、前記回動軸４２の略中央部で回動可能に軸支される棒状部材である。図６に示すように、該レバー４３における搬送方向と直交する方向の回動軸４２より内側には、正面視においてクランク状に取手部４３ａが形成される。また、該レバー４３における搬送方向と直交する方向の回動軸４２より外側には、当接部４３ｂが突出して形成される。前記回動軸４２から取手部４３ａの端部までの寸法は、回動軸４２から当接部４３ｂの端部までの寸法よりも大きく形成されている。

前記固定部４０の線材２１への取付方法について、図６及び図７を用いて説明する。図６は固定部４０を示す拡大正面図、図７は同じく固定部４０の線材２１への取付状態を示す拡大正面図である。前記固定部４０を線材２１に取付ける場合は、作業者が前記レバー４３の取手部４３ａを握り、該レバー４３の取手部４３ａを上方（図７中の矢印Ａの方向、すなわち誘導板２６から離れる方向）に回動する。これによって前記当接部４３ｂが下側クランパ２６ｂに当接しながら、該下側クランパ２６ｂを下方（図７中矢印Ｂの方向、すなわち側面視において上側クランパ２６ａから離れる方向）に押し下げ、上側クランパ２６ａ・２６ａと下側クランパ２６ｂとを開く。この場合、下側クランパ２６ｂは、その基端部が弾性変形により屈曲しながら押し下げられる。
このようにして開いた上側クランパ２６ａと下側クランパ２６ｂとの間に、作業者が線材２１を挿入するのである。

作業者が手を離すとレバー４３は弾性変形していた下側クランパ２６ｂの弾性力によって図６に示す元の位置に戻り、上側クランパ２６ａと下側クランパ２６ｂがそれぞれ上下から線材２１を交互に挟み込むことで、固定部４０が線材２１に固定されるのである。
つまり、この固定部４０の線材２１に対する固定は、上側クランパ２６ａ・２６ａの湾曲した凹陥面が線材２１の上側面に当接するとともに、下側クランパ２６ｂの湾曲した凹陥面が線材２１の下側面に当接して、該上側クランパ２６ａ・２６ａと下側クランパ２６ｂとで線材２１を挟持することにより行われる。
固定部４０を線材２１から取り外す場合は、同様にレバー４３を回動させて上側クランパ２６ａ・２６ａと下側クランパ２６ｂとを開き、上側クランパ２６ａと下側クランパ２６ｂとの間から線材２１を取り除くのである。

本実施例によれば上記のように構成することにより、誘導板２６を二本の線材２１・２１に対して容易に着脱可能に取り付けることができ、作業を簡略化することができるのである。また、誘導板２６は厚さ０．５〜数ｍｍ程度の金属板で形成されるため、前記エアノズル１５・１５・・・の間や、ガイドローラ３１・３１・・・の上下等を、支障なく通過させることができるのである。

なお、本実施例では誘導板２６の固定部４０として、誘導板２６の両端に上側クランパ２６ａ・２６ａ及び下側クランパ２６ｂを形成する構成としたが、該固定部は誘導板２６を線材に固定可能な構成であれば、ワイヤやピン等を用いたような他の固定方法でも良く、本実施例の構成に限定されるものではない。
また、本実施例では誘導板２６を金属板にて形成したが、これに限るものではなく、レバー４３により押し下げられる下側クランパ２６ｂが弾性変形により屈曲する部材であればよい。

本発明の実施例に係る電極基材導通装置の構成を示す側面図。 電極基材導通装置の構成を示す斜視図。 サイドローラの構成を示す側面図。 別実施例に係る誘導板を示す斜視図。 同じく誘導板の固定部を示す拡大斜視図。 同じく固定部を示す拡大正面図。 同じく固定部の線材への取付状態を示す拡大正面図。 従来の乾燥炉の外観を示す図。 同じく従来の乾燥炉内部の構成を示す図。

符号の説明

１０ 電極基材
２０ 電極基材導通装置
２１ 線材
２２ 先導部材
２３ 固定部材
２４ 当接部材
２５ 誘導体
２６ 誘導板
４０ 固定部

Claims (4)

1. 電極塗工箔製造に用いられ、電極塗料が塗布された電極基材を、エアノズルから吐出されるエアにより浮上させた状態で搬送しながら乾燥を行う乾燥炉であって、
   前記電極基材の搬送経路の両側部において前記搬送経路に並走する二本の線材と、
   前記線材を電極基材の搬送方向に走行させる駆動手段と、
   前記二本の線材間に架設され、前記電極基材の先端辺が固定された誘導体とを、
   備えることを特徴とする乾燥炉。
2. 前記線材の走行経路は、単数又は複数のガイドローラにより形成されることを特徴とする、請求項１に記載の乾燥炉。
3. 前記乾燥炉に、前記線材を介して電極基材側とその反対側に隣接して配置され、周面間で前記線材を挟持する一組のローラを備え、
   前記一組のローラのうち、前記線材を介して電極基材側に配置されるローラを、該線材の走行方向下流側へ転倒可能に構成するとともに、前記誘導体に前記ローラに当接可能な当接部材を設けたことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の乾燥炉。
4. 前記誘導体は板状部材にて構成され、
   該誘導体の両側部には前記二本の線材を挟持可能な固定部が設けられており、
   該固定部により前記線材を挟持することで、前記誘導体が前記線材に対して着脱可能に架設されていることを特徴とする、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の乾燥炉。

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