JP2016065649A - 乾燥装置、塗工膜形成装置、および乾燥方法 - Google Patents

Abstract

【課題】温度計の必要数を抑えながら、乾燥炉内の温度が目標温度に到達したかどうかを精度よく判断できる乾燥装置、塗工膜形成装置、および乾燥方法を提供する。【解決手段】この乾燥装置は、乾燥炉５０の内部に熱風を供給する熱風供給機構６０，７０と、乾燥炉５０の内部から気体を排出する排気機構８０．９０と、を備えている。また、排気機構８０，９０は、乾燥炉５０内に設けられた複数の排気口３３，３４から乾燥炉５０の外部へ向けて延びる排気配管８１，９１と、排気配管８１，９１内の気体の温度を計測する排気温度計８３，９３と、を有する。このため、排気温度計８３，９３の計測値に基づいて、乾燥炉５０内の温度が目標温度に到達したかどうかを、精度よく判断できる。乾燥処理を開始するときには、排気温度計８３，９３の計測値が予め定められた基準値に到達した後に、基材９の搬送を開始させる。これにより、基材９の乾燥不良を低減できる。【選択図】図３

Description

本発明は、長尺帯状の基材の表面に塗布された塗工液を乾燥させる乾燥装置、当該乾燥装置を備えた塗工膜形成装置、および長尺帯状の基材の表面に塗布された塗工液を乾燥させる乾燥方法に関する。

従来、リチウムイオン電池等の化学電池の製造工程では、長尺帯状の基材（例えば金属箔）の表面に、電極膜となる塗工膜を形成する処理が行われる。当該処理においては、まず、基材をいわゆるロールトゥロール方式で搬送しつつ、基材の表面に電極材料を含む塗工液を塗布する。その後、基材をさらに搬送しつつ、基材の表面に塗布された塗工液を乾燥させる。基材の表面に塗布された塗工膜を乾燥させる従来の乾燥装置については、例えば、特許文献１に記載されている。

特許文献１の乾燥装置は、基材が通過する乾燥炉と、乾燥炉内に熱風を吹き出す機構と、乾燥炉からの排気を行う機構とを有する（図１等参照）。また、特許文献１の乾燥装置では、乾燥炉内において一定の乾燥状態を得るために、乾燥炉に供給する気体の温度が目標設定温度に近づくように、気体の温度を調整している（請求項１，請求項３，請求項５〜８，図２等参照）。

特開２０１１−８０７１８号公報

乾燥装置の起動時には、乾燥炉への熱風の供給を開始した後、乾燥炉内の温度が目標温度まで上昇して安定状態に達するのを待って、基材の搬送を開始することが好ましい。しかしながら、通常、乾燥炉へ熱風を供給する給気配管内の温度よりも、乾燥炉内の温度は、遅れて上昇する。このため、特許文献１のように、給気配管内の温度のみを計測する構成では、当該計測値が目標温度まで上昇したとしても、乾燥炉内の温度が必ずしも目標温度まで上昇しているとは限らない。乾燥炉内の温度が十分に上昇していない状態のまま、基材の搬送を開始すると、塗工液の乾燥不良が生じる虞がある。

乾燥炉内の温度を精度よく計測するためには、例えば、乾燥炉内の各所に温度計を設置することも考えられる。しかしながら、例えば、リチウムイオン電池の製造工程に用いられる乾燥装置では、乾燥炉の長さが１０メートル近くになることもある。このような大型の乾燥炉の内部全体の温度を計測しようとすると、乾燥炉内に多数の温度計を設置する必要があり、装置の製造コストが上昇する。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、温度計の必要数を抑えながら、乾燥炉内の温度が目標温度に到達したかどうかを精度よく判断できる乾燥装置、塗工膜形成装置、および乾燥方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、長尺帯状の基材の表面に塗布された塗工液を乾燥させる乾燥装置であって、所定の搬送経路に沿って基材を搬送する搬送機構と、前記搬送経路の一部分が内部に配置された乾燥炉と、前記乾燥炉の内部に熱風を供給する熱風供給機構と、前記乾燥炉の内部から気体を排出する排気機構と、を備え、前記排気機構は、前記乾燥炉内に設けられた複数の排気口から前記乾燥炉の外部へ向けて延びる排気配管と、前記排気配管内の気体の温度を計測する排気温度計と、を有する。

本願の第２発明は、第１発明の乾燥装置であって、前記排気配管は、前記複数の排気口に接続された複数の個別配管と、前記複数の個別配管内の気体を合流させて下流側へ送る集合配管と、を有し、前記排気温度計は、前記集合配管内の気体の温度を計測する。

本願の第３発明は、第１発明の乾燥装置であって、前記排気配管は、前記複数の排気口に接続された複数の個別配管と、前記複数の個別配管内の気体を合流させて下流側へ送る集合配管と、を有し、前記排気温度計は、前記個別配管内の気体の温度を計測する。

本願の第４発明は、第１発明乃至第３発明のいずれか１発明の乾燥装置であって、前記排気配管は、前記乾燥炉の内部に位置する炉内配管と、前記乾燥炉の外部に位置する炉外配管と、を有し、前記排気温度計は、前記炉内配管内の気体の温度を計測する。

本願の第５発明は、第１発明乃至第４発明のいずれか１発明の乾燥装置であって、前記熱風供給機構および前記搬送機構を制御する制御部をさらに備え、前記制御部は、熱風供給機構の動作を開始させた後、前記排気温度計の計測値が予め定められた基準値に到達するか、または、前記排気温度計の計測値の変化が予め定められた範囲内に収束すると、前記搬送機構の動作を開始させる。

本願の第６発明は、第５発明の乾燥装置であって、前記制御部は、前記排気温度計の計測値を、前記排気配管内の排気量に換算する排気量演算手段を有する。

本願の第７発明は、第１発明乃至第６発明のいずれか１発明の乾燥装置であって、前記複数の排気口は、前記乾燥炉内の前記搬送経路よりも上側の空間に配置された複数の第１排気口と、前記乾燥炉内の前記搬送経路よりも下側の空間に配置された複数の第２排気口と、を有する。

本願の第８発明は、第１発明乃至第７発明のいずれか１発明の乾燥装置であって、前記熱風供給機構は、前記乾燥炉内に設けられた複数の給気口に接続された給気配管と、前記給気配管内の気体の温度を計測する給気温度計と、を有する。

本願の第９発明は、長尺帯状の基材の表面に塗工膜を形成する塗工膜形成装置であって、第１発明乃至第８発明のいずれか１発明の乾燥装置と、前記乾燥炉よりも前記搬送経路の上流側において、基材の表面に塗工液を塗布する塗工装置と、を備える。

本願の第１０発明は、長尺帯状の基材を所定の搬送経路に沿って搬送しつつ、前記搬送経路の一部分が内部に配置された乾燥炉内において、基材の表面に塗布された塗工液を乾燥させる乾燥方法であって、ａ）前記乾燥炉内への熱風の供給と、前記乾燥炉から排気配管への気体の排出とを開始させる工程と、ｂ）前記排気配管内の気体の温度を計測し、その計測値が予め定められた数値範囲に到達したかどうか、または、前記計測値の変化が予め定められた範囲以内に収束したかどうかを監視する工程と、ｃ）前記工程ｂ）において、前記計測値が前記数値範囲に到達した、または、前記計測値の変化が前記範囲以内に収束したと判断すると、基材の搬送を開始させる工程と、を有する。

本願の第１発明〜第９発明によれば、乾燥炉から排出される気体の温度を計測できる。このため、当該計測値に基づいて、乾燥炉内の温度が目標温度に到達したかどうかを、精度よく判断できる。

特に、本願の第２発明によれば、複数の個別配管内の温度をそれぞれ計測する場合よりも、排気温度計の数を減らすことができる。

特に、本願の第３発明によれば、集合配管よりも排気配管の上流側において、気体の温度を計測できる。このため、乾燥炉内の温度に近い計測値を得ることができる。

特に、本願の第４発明によれば、外気の影響で気体が冷却される前に、気体の温度を計測できる。したがって、乾燥炉内の温度により近い計測値を得ることができる。

特に、本願の第５発明によれば、排気温度計の計測値に基づいて、乾燥炉内の温度が目標温度に到達したことを自動的に検知した後に、基材の搬送を開始させることができる。これにより、基材の乾燥不良を低減できる。

特に、本願の第６発明によれば、排気温度計の計測値に基づいて、排気配管内の排気量を推定できる。これにより、乾燥炉からの気体の漏れ出し等の不具合を検知できる。

特に、本願の第７発明によれば、乾燥路内の搬送経路よりも上側の空間と搬送経路よりも下側の空間との双方から排出された気体の温度を計測する。このため、乾燥炉内の温度が目標温度に到達したかどうかを、より精度よく判断できる。

特に、本願の第８発明によれば、乾燥炉から排出される気体の温度だけではなく、乾燥炉内へ供給される気体の温度も計測できる。これにより、乾燥炉内の温度が目標温度に到達したかどうかを、より精度よく判断できる。

また、本願の第１０発明によれば、乾燥炉から排出される気体の温度に基づいて、乾燥炉内の温度が目標温度に到達したかどうかを、精度よく判断できる。また、目標温度に到達した後に基材の搬送を開始させることで、基材の乾燥不良を低減できる。

塗工膜形成装置の構成を示した図である。 塗工膜形成装置内の各部と制御部との接続構成を示したブロック図である。 乾燥装置の構成を示した図である。 塗工膜形成装置において塗工・乾燥処理を開始するときに行う初期動作流れを示したフローチャートである。 第１排気温度計または第２排気温度計の計測値の例を示した図である。 変形例に係る乾燥装置の構成を示した図である。 変形例に係る乾燥装置の構成を示した図である。 変形例に係る制御部の機能ブロック図である。 変形例に係る乾燥装置の構成を示した図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜１．塗工膜形成装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る塗工膜形成装置１の構成を示した図である。この塗工膜形成装置１は、長尺帯状の基材９を長手方向に搬送しつつ、基材９の表面に、電極材料である活物質を含む塗工液を塗布し、その後に塗工液を乾燥させて、リチウムイオン二次電池の電極を製造する装置である。基材９には、例えば、銅箔やアルミニウム箔などの金属箔が用いられる。図１に示すように、塗工膜形成装置１は、搬送機構１０、塗工装置２０、乾燥装置３０、および制御部４０を有する。

搬送機構１０は、基材９をその長手方向に沿う搬送方向に搬送する機構である。本実施形態の搬送機構１０は、巻き出しローラ１１、複数の搬送ローラ１２、および巻き取りローラ１３を有する。基材９は、巻き出しローラ１１から送り出され、複数の搬送ローラ１２により規定される搬送経路に沿って搬送される。各搬送ローラ１２は、水平軸を中心として回転することによって、基材９を搬送経路の下流側へ案内する。また、複数の搬送ローラ１２に基材９が接触することで、基材９に張力が付与される。これにより、搬送中における基材９の弛みや皺が抑制される。搬送後の基材９は、巻き取りローラ１３へ回収される。なお、搬送ローラ１２の位置や数は、必ずしも図１の通りでなくてもよい。

塗工装置２０は、搬送機構１０により搬送される基材９の表面に、塗工液を塗布する装置である。基材９は、乾燥装置３０よりも搬送経路の上流側において、搬送ローラの役割も兼ねたバックアップローラ１４に支持される。バックアップローラ１４は、円柱形状のローラであり、基材９の裏面に接触しつつ、水平軸を中心として回転する。塗工装置２０は、バックアップローラ１４に支持された基材９の表面に対向する塗工ノズル２１を有する。塗工ノズル２１には、例えば、幅方向（基材の長手方向に直交する水平方向）に沿って延びるスリット状の吐出口を有する、いわゆるスリットノズルが用いられる。

塗工ノズル２１は、給液配管２２を介して、塗工液供給源２３に接続されている。また、給液配管２２には、開閉弁２４が介挿されている。このため、開閉弁２４を開放すると、塗工液供給源２３から給液配管２２を通って塗工ノズル２１に塗工液が供給され、塗工ノズル２１の吐出口から、バックアップローラ１４に支持された基材９の表面へ向けて、塗工液が吐出される。これにより、基材９の表面に塗工液が塗布される。

なお、塗工ノズル２１は、必ずしもバックアップローラ１４に支持された基材９の表面に対して、塗工液を吐出するものでなくてもよい。例えば、隣り合うローラの間に掛け渡された基材９の表面に対して、塗工液を吐出するものであってもよい。

乾燥装置３０は、塗工装置２０よりも搬送経路の下流側に配置されている。乾燥装置３０は、搬送機構１０により搬送される基材９を、乾燥炉５０内において加熱する。これにより、基材９の表面に塗布された塗工液中の溶剤が気化する。その結果、塗工液が乾燥して、塗工膜が形成される。

制御部４０は、塗工膜形成装置１内の各部を動作制御するための手段である。図１中に概念的に示したように、制御部４０は、ＣＰＵ等の演算処理部４１、ＲＡＭ等のメモリ４２、およびハードディスクドライブ等の記憶部４３を有するコンピュータにより構成されている。図２は、塗工膜形成装置１内の各部と制御部４０との接続構成を示したブロック図である。図２に示すように、制御部４０は、搬送機構１０、開閉弁２４、後述する第１給気ブロワ６２、第１加熱部６３、第２給気ブロワ７２、第２加熱部７３、第１排気ブロワ８２、第１排気温度計８３、第２排気ブロワ９２、および第２排気温度計９３と、それぞれ電気的に接続されている。

制御部４０は、記憶部４３に記憶されたコンピュータプログラムやデータを、メモリ４２に一時的に読み出し、当該コンピュータプログラムおよびデータに基づいて、演算処理部４１が演算処理を行うことにより、塗工膜形成装置１内の各部を動作制御する。これにより、塗工膜形成装置１における塗工・乾燥処理が進行する。

＜２．乾燥装置の構成＞
続いて、乾燥装置３０のより詳細な構成について説明する。

図３は、乾燥装置３０の構成を示した図である。図３に示すように、乾燥装置３０は、乾燥炉５０、第１熱風供給機構６０、第２熱風供給機構７０、第１排気機構８０、および第２排気機構９０を有する。なお、上述した搬送機構１０及び制御部４０は、乾燥装置３０における搬送機構および制御部としても機能する。

乾燥炉５０は、塗工液を乾燥させるための処理空間を内部に有する筐体である。乾燥炉５０の一方の端面には、基材９の搬入口５１が設けられている。また、乾燥炉５０の他方の端面には、基材９の搬出口５２が設けられている。搬送機構１０により搬送される基材９は、搬入口５１から乾燥炉５０の内部へ搬入され、乾燥炉５０の内部において乾燥処理を受けた後、搬出口５２から乾燥炉５０の外部へ搬出される。すなわち、乾燥炉５０の内部には、基材９の搬送経路の一部分が配置されている。

本実施形態では、乾燥炉５０の内部において、基材９は、塗工液が塗布された処理面を上側に向けた状態で、水平に搬送される。ただし、乾燥炉５０内における基材９の姿勢は、必ずしも水平でなくてもよい。

乾燥炉５０の内部には、複数の第１給気口３１、複数の第２給気口３２、複数の第１排気口３３、および複数の第２排気口３４が設けられている。複数の第１給気口３１および複数の第１排気口３３は、乾燥炉５０内の基材９の搬送経路よりも上側の空間に配置されている。また、複数の第１給気口３１および複数の第１排気口３３は、基材９の上面に対向する。複数の第２給気口３２および複数の第２排気口３４は、乾燥炉５０内の基材９の搬送経路よりも下側の空間に配置されている。また、複数の第２給気口３２および複数の第２排気口３４は、基材９の下面に対向する。

乾燥装置３０の稼働時には、図２中の白抜き矢印のように、複数の第１給気口３１および複数の第２給気口３２から基材９へ向けて、熱風が吐出される。また、図２中のハッチング付きの矢印のように、乾燥炉５０内の気体が、複数の第１排気口３３および複数の第２排気口３４へ吸い込まれる。乾燥炉５０内の基材９は、これらの給排気により生じる圧力によって、所定の高さに浮上した状態で搬送される。

なお、本実施形態では、３つの第１給気口３１と１つの第１排気口３３とが、搬送方向に沿って交互に配置されている。また、複数の第２給気口３２は、搬送方向に沿って等間隔に配列され、その上流側および下流側の端部付近に、それぞれ第２排気口３４が配置されている。ただし、複数の第１給気口３１、複数の第２給気口３２、複数の第１排気口３３、および複数の第２排気口３４は、乾燥炉５０内の他の位置に配置されていてもよい。例えば、第１給気口３１と第１排気口３３とが、搬送方向に沿って１つずつ交互に配置されていてもよい。

第１熱風供給機構６０は、複数の第１給気口３１を介して、乾燥炉５０の内部へ熱風を供給するための機構である。図３に示すように、第１熱風供給機構６０は、第１給気配管６１と、第１給気配管６１へ空気を送り込む第１給気ブロワ６２とを有する。第１給気配管６１は、１本の第１共通配管６１１と、複数の第１分岐配管６１２とを有する。第１共通配管６１１の上流側の端部は、第１給気ブロワ６２に接続されている。第１共通配管６１１の下流側の端部と、複数の第１分岐配管６１２の上流側の端部とは、互いに接続されている。また、複数の第１分岐配管６１２の下流側の端部は、複数の第１給気口３１に、それぞれ接続されている。

また、第１共通配管６１１の経路上には、第１加熱部６３が介挿されている。第１給気ブロワ６２および第１加熱部６３を動作させると、第１給気ブロワ６２から第１共通配管６１１内に空気が送り込まれ、当該空気が第１加熱部６３において加熱されて、熱風となる。その後、熱風は複数の第１分岐配管６１２へ分岐して流れ、複数の第１給気口３１から基材９の上面に向けて、熱風が吐出される。

第２熱風供給機構７０は、複数の第２給気口３２を介して、乾燥炉５０の内部へ熱風を供給するための機構である。図３に示すように、第２熱風供給機構７０は、第２給気配管７１と、第２給気配管７１へ空気を送り込む第２給気ブロワ７２とを有する。第２給気配管７１は、１本の第２共通配管７１１と、複数の第２分岐配管７１２とを有する。第２共通配管７１１の上流側の端部は、第２給気ブロワ７２に接続されている。第２共通配管７１１の下流側の端部と、複数の第２分岐配管７１２の上流側の端部とは、互いに接続されている。また、複数の第２分岐配管７１２の下流側の端部は、複数の第２給気口３２に、それぞれ接続されている。

また、第２共通配管７１１の経路上には、第２加熱部７３が介挿されている。第２給気ブロワ７２および第２加熱部７３を動作させると、第２給気ブロワ７２から第２共通配管７１１内に空気が送り込まれ、当該空気が第２加熱部７３において加熱されて、熱風となる。その後、熱風は複数の第２分岐配管７１２へ分岐して流れ、複数の第２給気口３２から基材９の下面に向けて、熱風が吐出される。

第１排気機構８０は、乾燥炉５０の内部から、複数の第１排気口３３を介して気体を排出するための機構である。図３に示すように、第１排気機構８０は、第１排気配管８１と、第１排気配管８１から気体を吸い出す第１排気ブロワ８２とを有する。第１排気配管８１は、複数の第１個別配管８１１と、１本の第１集合配管８１２とを有する。複数の第１個別配管８１１の上流側の端部は、複数の第１排気口３３に、それぞれ接続されている。また、複数の第１個別配管８１１は、それぞれ、第１排気口３３から乾燥炉５０の外部へ向けて延びている。複数の第１個別配管８１１の下流側の端部と、第１集合配管８１２の上流側の端部とは、互いに接続されている。また、第１集合配管８１２の下流側の端部は、第１排気ブロワ８２に接続されている。

第１排気ブロワ８２を動作させると、第１排気配管８１内に負圧が生じ、乾燥炉５０内の気体が、複数の第１排気口３３を通って複数の第１個別配管８１１へ吸い込まれる。また、複数の第１個別配管８１１内の気体は、下流側へ流れて、第１集合配管８１２へ合流する。その後、第１集合配管８１２内の気体は、第１排気ブロワ８２によって、工場内の排気ラインへ排出される。

また、図３に示すように、第１集合配管８１２の経路上には、第１排気温度計８３が設けられている。第１排気温度計８３は、第１集合配管８１２内の気体の温度を計測する。そして、得られた計測値を示す信号を、制御部４０へ送信する。制御部４０は、第１排気温度計８３から得られる計測値を監視することによって、乾燥炉５０から排出される気体の温度変化を知ることができる。なお、第１排気温度計８３には、例えば、温度によって抵抗値が変化する測温抵抗体を用いた温度センサ、熱電対を用いた温度センサ、あるいはバイメタル温度計などを用いることができる。

第２排気機構９０は、乾燥炉５０の内部から、複数の第２排気口３４を介して気体を排出するための機構である。図３に示すように、第２排気機構９０は、第２排気配管９１と、第２排気配管９１から気体を吸い出す第２排気ブロワ９２とを有する。第２排気配管９１は、複数の第２個別配管９１１と、１本の第２集合配管９１２とを有する。複数の第２個別配管９１１の上流側の端部は、複数の第２排気口３４に、それぞれ接続されている。また、複数の第２個別配管９１１は、それぞれ、第２排気口３４から乾燥炉５０の外部へ向けて延びている。複数の第２個別配管９１１の下流側の端部と、第２集合配管９１２の上流側の端部とは、互いに接続されている。また、第２集合配管９１２の下流側の端部は、第２排気ブロワ９２に接続されている。

第２排気ブロワ９２を動作させると、第２排気配管９１内に負圧が生じ、乾燥炉５０内の気体が、複数の第２排気口３４を通って複数の第２個別配管９１１へ吸い込まれる。また、複数の第２個別配管９１１内の気体は、下流側へ流れて、第２集合配管９１２に合流する。その後、第２集合配管９１２内の気体は、第１排気ブロワ８２によって、工場内の排気ラインへ排出される。

また、図３に示すように、第２集合配管９１２の経路上には、第２排気温度計９３が設けられている。第２排気温度計９３は、第２集合配管９１２内の気体の温度を計測する。そして、得られた計測値を示す信号を、制御部４０へ送信する。制御部４０は、第２排気温度計９３から得られる計測値を監視することによって、乾燥炉５０から排出される気体の温度変化を知ることができる。なお、第２排気温度計９３には、例えば、温度によって抵抗値が変化する測温抵抗体を用いた温度センサ、熱電対を用いた温度センサ、あるいはバイメタル温度計などを用いることができる。

＜３．塗工膜形成装置の初期動作について＞
続いて、塗工膜形成装置１において塗工・乾燥処理を開始するときに行う初期動作について、説明する。

図４は、当該初期動作の流れを示したフローチャートである。塗工膜形成装置１において塗工・乾燥処理を開始するときには、まず、第１給気ブロワ６２、第１加熱部６３、第２給気ブロワ７２、第２加熱部７３、第１排気ブロワ８２、および第２排気ブロワ９２を起動させる。これにより、乾燥炉５０内への熱風の供給と、乾燥炉５０からの気体の排出と、を開始する（ステップＳ１）。

次に、乾燥炉５０内への熱風の供給と、乾燥炉５０からの気体の排出とを継続しつつ、第１排気温度計８３および第２排気温度計９３による温度計測を行う（ステップＳ２）。第１排気温度計８３は、第１集合配管８１２内の気体の温度を計測し、得られた計測値を示す信号を制御部４０へ送信する。また、第２排気温度計９３は、第２集合配管９１２内の気体の温度を計測し、得られた計測値を示す信号を制御部４０へ送信する。

図５は、第１排気温度計８３または第２排気温度計９３の計測値の経時変化の例を示した図である。乾燥炉５０内への熱風の供給を開始すると、乾燥炉５０内の温度は徐々に上昇する。このため、図５のように、乾燥炉５０から排出される気体の温度も、熱風の供給を開始した時刻ｔ０から徐々に上昇する。やがて、乾燥炉５０内の雰囲気が高温の空気に置換されると、乾燥炉５０内の温度が目標温度に到達して安定する。そうすると、図５のように、乾燥炉５０から排出される気体の温度変化も小さくなる。

制御部４０は、第１排気温度計８３から受信した信号に基づいて、第１排気温度計８３の計測値を取得する。また、制御部４０は、第２排気温度計９３から受信した信号に基づいて、第２排気温度計９３の計測値を取得する。そして、これらの計測値が、予め設定された基準値に到達したかどうかを、監視する（ステップＳ３，Ｓ４）。なお、基準値は、排気配管８１，９１内における気体の温度低下を考慮して、乾燥炉５０内の目標温度よりもやや低い温度に設定される。

第１排気温度計８３の計測値および第２排気温度計９３の計測値の少なくとも一方が、上記の基準値に到達していなければ、制御部４０は、乾燥炉５０内の温度がまだ目標温度に到達していないと判断して、温度の監視を継続する。やがて、第１排気温度計８３の計測値と、第２排気温度計９３の計測値とが、ともに上記の基準値に到達すると、制御部４０は、乾燥炉５０内の温度が目標温度に到達したと判断して、搬送機構１０の動作を開始させる（ステップＳ５）。これにより、基材９の搬送が開始される。その後、制御部４０は、開閉弁２４を開放して、塗工ノズル２１からの塗工液の吐出を開始させる（ステップＳ６）。

このように、この塗工膜形成装置１では、乾燥炉５０から排出される気体の温度を計測し、当該計測値が基準値に到達した後に、基材９の搬送を開始させる。通常、給気配管６１，７１内の温度が上昇した後に、乾燥炉５０内の温度が上昇し、その後に排気配管８１，９１内の温度が上昇する。このため、排気配管８１，９１内の温度を監視すれば、給気配管６１，７１内の温度を監視する場合よりも確実に、乾燥炉５０内の温度が目標温度に到達したかどうかを判断できる。すなわち、乾燥炉５０内の温度が目標温度に未到達のまま、乾燥処理が開始される状況を回避できる。これにより、乾燥不良の発生を抑制できる。

また、本実施形態のように、乾燥炉５０から排出される気体の温度を計測すれば、乾燥炉５０の内部空間が広い場合であっても、乾燥炉５０の内部に多数の温度計を設置することなく、乾燥炉５０内の温度が目標温度に到達したかどうかを判断できる。

特に、本実施形態では、排気温度計８３，９３は、複数の個別配管８１１，９１１内の気体の温度ではなく、集合配管８１２，９１２内の気体の温度を計測する。このため、複数の個別配管８１１，９１１内の温度をそれぞれ計測する場合よりも、排気温度計８３，９３の数を減らすことができる。また、制御部４０へ送信される計測値の数も減るため、制御部４０における判断処理が容易となる。

また、本実施形態では、乾燥炉５０の内部空間のうち、基材９の搬送経路よりも上側の空間から排出される気体の温度を第１排気温度計８３で計測し、基材９の搬送経路よりも下側の空間から排出される気体の温度を、第２排気温度計９３で計測する。そして、これらの双方の計測結果を考慮して、乾燥炉５０内の温度が目標温度に到達したかどうかを判断する。このため、第１排気温度計８３および第２排気温度計９３の一方の計測結果のみを用いる場合よりも精度よく、乾燥炉５０内の温度が目標温度に到達したかどうかを判断できる。

＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。

図６は、一変形例に係る乾燥装置３０の構成を示した図である。図６の例では、第１排気機構８０の複数の第１個別配管８１１に、それぞれ第１排気温度計８３が設けられている。第１排気温度計８３は、第１個別配管８１１内の気体の温度を計測し、得られた計測値を制御部４０へ送信する。また、図６の例では、第２排気機構９０の複数の第２個別配管９１１に、それぞれ第２排気温度計９３が設けられている。第２排気温度計９３は、第２個別配管９１１内の気体の温度を計測し、得られた計測値を制御部４０へ送信する。制御部４０は、複数の第１排気温度計８３および複数の第２排気温度計９３から得られた各計測値が、全て、予め設定された基準値に到達すると、乾燥炉５０内の温度が目標温度に到達したと判断して、搬送機構１０の動作を開始させる。

乾燥炉５０から排出される気体の温度は、外気温の影響により、排気配管８１，９１内において徐々に低下する。しかしながら、図６のように、個別配管８１１，９１１に排気温度計８３，９３を設ければ、集合配管８１２，９１２よりも排気配管８１，９１の上流側において、気体の温度を計測できる。したがって、乾燥炉５０内の温度により近い計測値を得ることができる。

特に、図６の例では、第１排気機構８０の各第１個別配管８１１が、乾燥炉５０の内部に位置する炉内配管８１１ａと、乾燥炉５０の外部に位置する炉外配管８１１ｂとを含んでいる。そして、第１排気温度計８３は、炉内配管８１１ａ内の気体の温度を計測する。また、図６の例では、第２排気機構９０の各第２個別配管９１１が、乾燥炉５０の内部に位置する炉内配管９１１ａと、乾燥炉５０の外部に位置する炉外配管９１１ｂとを含んでいる。そして、第２排気温度計９３は、炉内配管９１１ａ内の気体の温度を計測する。

このようにすれば、乾燥炉５０から排出される気体が、外気温の影響で冷却される前に、気体の温度を計測できる。したがって、乾燥炉５０内の温度により近い計測値を得ることができる。

なお、図６の例では、第１排気機構８０の全ての第１個別配管８１１に、第１排気温度計８３が設けられ、第２排気機構９０の全ての第２個別配管９１１に、第２排気温度計９３が設けられている。しかしながら、一部の個別配管のみに、排気温度計を設けてもよい。

図７は、他の変形例に係る乾燥装置３０の構成を示した図である。図７の例では、第１排気機構８０の複数の第１個別配管８１１が、乾燥炉５０の内部において、第１集合配管８１２に接続されている。したがって、第１集合配管８１２は、乾燥炉５０の内部に位置する炉内配管８１２ａと、乾燥炉５０の外部に位置する炉外配管８１２ｂとを含んでいる。そして、炉内配管８１２ａに、第１排気温度計８３が設けられている。第１排気温度計８３は、炉内配管８１２ａ内の気体の温度を計測し、得られた計測値を制御部４０へ送信する。

また、図７の例では、第２排気機構９０の複数の第２個別配管９１１が、乾燥炉５０の内部において、第２集合配管９１２に接続されている。したがって、第２集合配管９１２は、乾燥炉５０の内部に位置する炉内配管９１２ａと、乾燥炉５０の外部に位置する炉外配管９１２ｂとを含んでいる。そして、炉内配管９１２ａに、第２排気温度計９３が設けられている。第２排気温度計９３は、炉内配管９１２ａ内の気体の温度を計測し、得られた計測値を制御部４０へ送信する。

このようにすれば、乾燥炉５０から排出される気体が、外気温の影響で冷却される前に、気体の温度を計測でき、かつ、図６の例よりも排気温度計８３，９３の数を減らすことができる。

図８は、他の変形例に係る制御部４０の機能ブロック図である。図８の例では、制御部４０が、排気量演算手段４４を有する。排気量演算手段４４は、第１排気温度計８３および第２排気温度計９３から得られる計測値Ｔを、排気配管８１，９１内の排気量Ｖに換算する。例えば、計測値Ｔを、気体の状態方程式に代入して、排気量Ｖを算出する。これにより、図８の制御部４０は、排気配管８１，９１内の排気量を推定できる。そして、推定された排気量を監視することにより、乾燥炉５０からの気体の漏れ出しなどの不具合を、検知することができる。なお、排気量演算手段４４の機能は、制御部４０内の演算処理部４１が、コンピュータプログラムに基づいて動作することにより、実現される。

図９は、他の変形例に係る乾燥装置３０の構成を示した図である。図９の例では、第１熱風供給機構６０の第１共通配管６１１に、第１給気温度計６４が設けられている。第１給気温度計６４は、第１共通配管６１１内の気体の温度を計測し、得られた計測値を制御部４０へ送信する。また、図９の例では、第２熱風供給機構７０の第２共通配管７１１に、第２給気温度計７４が設けられている。第２給気温度計７４は、第２共通配管７１１内の気体の温度を計測し、得られた計測値を制御部４０へ送信する。

このように、排気側だけではなく、給気側にも温度計を設ければ、乾燥炉５０内に供給される空気の温度と、乾燥炉５０から排出される気体の温度との双方を加味して、乾燥炉５０内の温度が目標温度に到達したかどうかを、より精度よく判断できる。具体的には、例えば、第１給気温度計６４、第２給気温度計７４、第１排気温度計８３、および第２排気温度計９３の各計測値が、全て、予め設定された基準値に到達すると、搬送機構１０の動作を開始させるようにすればよい。

また、上記の実施形態では、第１排気機構８０の全ての第１個別配管８１１が、１本の第１集合配管８１２に接続されていた。また、上記の実施形態では、第２排気機構９０の全ての第２個別配管９１１が、１本の第２集合配管９１２に接続されていた。しかしながら、各排気機構８０，９０は、複数の集合配管を有していてもよい。その場合、例えば、集合配管毎に排気温度計を設けて、各排気温度計の計測値が全て予め設定された基準値に到達すると、搬送機構１０の動作を開始させるようにすればよい。

また、上記の実施形態では、複数の第１給気口３１、複数の第２給気口３２、複数の第１排気口３３、および複数の第２排気口３４が、全て基材９の上面または下面に対向していた。しかしながら、本発明の乾燥装置は、基材に対向していない給気口または排気口を有していてもよい。

また、上記の実施形態では、排気温度計８３，９３の計測値が予め設定された基準値に到達したかどうかを監視し、当該計測値が基準値に到達すると、基板９の搬送を開始させていた。しかしながら、熱風供給機構６０，７０から供給される気体の温度が一定の場合、排気温度計８３，９３の計測値の変化が小さくなったことをもって、乾燥炉５０内の温度が目標温度に到達したと推定できる。したがって、排気温度計８３，９３の計測値の変化が予め設定された範囲内に収束したかどうか（すなわち、所定の時間内における計測値の変化が所定の数値以下に収まっているかどうか）を監視し、当該計測値の変化が当該範囲内に収束すると、基板９の搬送を開始させるようにしてもよい。

また、上記の実施形態の塗工膜形成装置１は、基材９の一方の面のみに塗工・乾燥処理を行う装置であった。しかしながら、本発明の塗工膜形成装置は、基材の両面に対して塗工・乾燥処理を行うものであってもよい。また、本発明の乾燥装置は、基材の両面に対して乾燥処理を行うものであってもよい。

また、上記の実施形態では、乾燥炉５０内に熱風として加熱された空気を供給していた。しかしながら、熱風として空気以外の気体を用いてもよい。例えば、基材または塗工膜の酸化を防止する必要性が高い場合には、窒素ガスやアルゴンガス等のいわゆる不活性ガスを加熱して、乾燥炉５０内に供給してもよい。

また、上記の実施形態では、排気温度計８３，９３の計測値を取得した制御部４０が、乾燥炉５０内の温度が目標温度に到達したかどうかを、自動的に判断していた。しかしながら、当該判断を作業者が行うようにしてもよい。例えば、排気温度計８３，９３の計測値を液晶ディスプレイ等の表示装置に表示させ、当該表示に基づいて、乾燥炉５０内の温度が目標温度に到達したかどうかを、作業者が判断してもよい。その場合、作業者は、乾燥炉５０内の温度が目標温度に到達したと判断した後に、制御部４０に対して所定の操作を行うことによって、搬送機構の動作を開始させればよい。

また、上記の実施形態の塗工膜形成装置１は、リチウムイオン二次電池の電極を製造する装置であった。しかしながら、本発明の塗工膜形成装置は、リチウムイオン二次電池以外の各種電池の製造工程に用いられるものであってもよい。例えば、燃料電池の製造工程において、基材である電解質膜をロールトゥロール方式で搬送しながら、電解質膜の表面に触媒インクを塗布し、当該触媒インクを乾燥させる装置であってもよい。また、本発明の塗工膜形成装置は、半導体、液晶表示装置、太陽電池パネル、フレキシブルデバイスなどに用いられる各種フレキシブル基材の表面に、レジスト膜等の塗工膜を形成するものであってもよい。

また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

１ 塗工膜形成装置
９ 基材
１０ 搬送機構
２０ 塗工装置
３０ 乾燥装置
３１ 第１給気口
３２ 給気口
３３ 排気口
３４ 排気口
４０ 制御部
４４ 排気量演算手段
５０ 乾燥炉
５１ 搬入口
５２ 搬出口
６０ 第１熱風供給機構
６１ 第１給気配管
６２ 第１給気ブロワ
６３ 第１加熱部
６４ 第１給気温度計
７０ 第２熱風供給機構
７１ 第２給気配管
７２ 第２給気ブロワ
７３ 第２加熱部
７４ 第２給気温度計
８０ 第１排気機構
８１ 第１排気配管
８２ 第１排気ブロワ
８３ 第１排気温度計
９０ 第２排気機構
９１ 第２排気配管
９２ 第２排気ブロワ
９３ 第２排気温度計
６１１ 第１共通配管
６１２ 第１分岐配管
７１１ 第２共通配管
７１２ 第２分岐配管
８１１ 第１個別配管
８１１ａ 炉内配管
８１１ｂ 炉外配管
８１２ 第１集合配管
８１２ａ 炉内配管
８１２ｂ 炉外配管
９１１ 第２個別配管
９１１ａ 炉内配管
９１１ｂ 炉外配管
９１２ 第２集合配管
９１２ａ 炉内配管
９１２ｂ 炉外配管

Claims (10)

1. 長尺帯状の基材の表面に塗布された塗工液を乾燥させる乾燥装置であって、
   所定の搬送経路に沿って基材を搬送する搬送機構と、
   前記搬送経路の一部分が内部に配置された乾燥炉と、
   前記乾燥炉の内部に熱風を供給する熱風供給機構と、
   前記乾燥炉の内部から気体を排出する排気機構と、
   を備え、
   前記排気機構は、
   前記乾燥炉内に設けられた複数の排気口から前記乾燥炉の外部へ向けて延びる排気配管と、
   前記排気配管内の気体の温度を計測する排気温度計と、
   を有する、乾燥装置。
2. 請求項１に記載の乾燥装置であって、
   前記排気配管は、
   前記複数の排気口に接続された複数の個別配管と、
   前記複数の個別配管内の気体を合流させて下流側へ送る集合配管と、
   を有し、
   前記排気温度計は、前記集合配管内の気体の温度を計測する、乾燥装置。
3. 請求項１に記載の乾燥装置であって、
   前記排気配管は、
   前記複数の排気口に接続された複数の個別配管と、
   前記複数の個別配管内の気体を合流させて下流側へ送る集合配管と、
   を有し、
   前記排気温度計は、前記個別配管内の気体の温度を計測する、乾燥装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の乾燥装置であって、
   前記排気配管は、
   前記乾燥炉の内部に位置する炉内配管と、
   前記乾燥炉の外部に位置する炉外配管と、
   を有し、
   前記排気温度計は、前記炉内配管内の気体の温度を計測する、乾燥装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の乾燥装置であって、
   前記熱風供給機構および前記搬送機構を制御する制御部をさらに備え、
   前記制御部は、前記熱風供給機構の動作を開始させた後、前記排気温度計の計測値が予め定められた基準値に到達するか、または、前記排気温度計の計測値の変化が予め定められた範囲内に収束すると、前記搬送機構の動作を開始させる、乾燥装置。
6. 請求項５に記載の乾燥装置であって、
   前記制御部は、前記排気温度計の計測値を、前記排気配管内の排気量に換算する排気量演算手段を有する、乾燥装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の乾燥装置であって、
   前記複数の排気口は、
   前記乾燥炉内の前記搬送経路よりも上側の空間に配置された複数の第１排気口と、
   前記乾燥炉内の前記搬送経路よりも下側の空間に配置された複数の第２排気口と、
   を有する、乾燥装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の乾燥装置であって、
   前記熱風供給機構は、
   前記乾燥炉内に設けられた複数の給気口に接続された給気配管と、
   前記給気配管内の気体の温度を計測する給気温度計と、
   を有する、乾燥装置。
9. 長尺帯状の基材の表面に塗工膜を形成する塗工膜形成装置であって、
   請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の乾燥装置と、
   前記乾燥炉よりも前記搬送経路の上流側において、基材の表面に塗工液を塗布する塗工装置と、
   を備えた、塗工膜形成装置。
10. 長尺帯状の基材を所定の搬送経路に沿って搬送しつつ、前記搬送経路の一部分が内部に配置された乾燥炉内において、基材の表面に塗布された塗工液を乾燥させる乾燥方法であって、
    ａ）前記乾燥炉内への熱風の供給と、前記乾燥炉から排気配管への気体の排出とを開始させる工程と、
    ｂ）前記排気配管内の気体の温度を計測し、その計測値が予め定められた基準値に到達したかどうか、または、前記計測値の変化が予め定められた範囲以内に収束したかどうかを監視する工程と、
    ｃ）前記工程ｂ）において、前記計測値が前記基準値に到達した、または、前記計測値の変化が前記範囲以内に収束したと判断すると、基材の搬送を開始させる工程と、
    を有する、乾燥方法。

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