JP2017101826A - 加熱ローラー及びフィルム製造方法 - Google Patents

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章彦 進
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Abstract

【課題】外周面に巻き付けられたフィルムを幅方向に均一に加熱する。【解決手段】乾燥ローラー（２２）は、温水（Ｈ）が内部に供給されて内部から排出されることにより、外周面（Ｓ３）に巻き付けられたセパレータ原反を乾燥させる円筒部材（２３）と、円筒部材（２３）の内端面（Ｓ１）までの距離が内端面（Ｓ２）までの距離以上になる位置から内端面（Ｓ１）に向かって温水（Ｈ）を吐出する吐出管（２４）とを備える。【選択図】図６

Description

本発明は、熱媒が内部に供給されて前記内部から排出されることにより、外周面に巻き付けられたフィルムを加熱する円筒部材を備えた加熱ローラー及びフィルム製造方法に関する。
円筒部材の内部に熱媒流体を循環通流させることにより、円筒部材の外周面に当接するシート状の処理物を所定の温度に加熱して乾燥させる加熱ローラーが知られている（特許文献１）。加熱ローラー本体を構成する円筒部材の表面の温度を均一化するための熱媒流体が、円筒部材の内部に形成された空間に配置された中子を貫通する通流路を通って円筒部材に流入し、円筒部材の内周壁と中子の外周壁との間の通流路を通って円筒部材から流出する。
また、円筒部材の内部に貯留した加熱湯に蒸気を吹き込むことにより９０〜１００℃間の温度を容易に調整してウェブを加熱する加熱ローラーが知られている（特許文献２）。蒸気の吹込みにより増加した加熱湯が円筒部材から排出される。円筒部材の内部に貯留された加熱湯に、蒸気供給管、蒸気分配管、及び複数の蒸気吹込管を通して蒸気が吹き込まれる。蒸気の吹込みにより増加した加熱湯はその増加分だけドレン孔より開口部を介して外部に排出される。
特開2007-168222号公報（2007年07月05日公開）（図１〜図４、[0003][0004]） 実昭開59-50707号公報（1984年04月04日公開）（第１図、第２図、明細書３頁〜５頁）
しかしながら、特許文献１の構成では、通流路を形成する中子が、円筒部材の一方の端面側まで設けられているので、通流路から熱い状態で吐出された熱媒流体が円筒部材の内周壁の一方の端面側に供給されて、内周壁の一方の端面側の温度が過度に上昇する。このため、円筒部材の周壁の軸方向の熱分布が均一にならず、外周面に巻き付けられたフィルムを幅方向に均一に加熱することが困難であるという問題がある。
また、特許文献２の構成では、円筒部材の軸方向に沿って配置された複数の蒸気吹込管により円筒部材の幅方向の熱分布は均一に近づくものの、円筒部材の外周面に巻き付けられるフィルムを乾燥させるための加熱湯が貯留されるのが円筒部材の内部空間の一部のみであるため、円筒部材の周方向の熱分布は均一になり難く、円筒部材の外周面に巻き付けられて搬送されるフィルムを搬送方向に均一に加熱することが困難であるという問題がある。
本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、外周面に巻き付けられたフィルムを幅方向に均一に近い状態に加熱することができる加熱ローラー及びフィルム製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、外周面に巻き付けられたフィルムを幅方向及び搬送方向に均一に近い状態に加熱することができる加熱ローラー及びフィルム製造方法を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明に係る加熱ローラーは、熱媒が内部に供給されて前記内部から排出されることにより、外周面に巻き付けられたフィルムを加熱する円筒部材と、前記円筒部材の内部において前記円筒部材の一方の端面までの距離が他方の端面までの距離以上になる位置から前記一方の端面に向かって前記熱媒を吐出する吐出部材とを備えたことを特徴とする。
この特徴によれば、円筒部材の一方の端面に向かって熱媒を吐出する位置から内周面の一方の端面側までの熱媒の移動距離が長くなり、熱い状態で吐出された熱媒が内周面の一方の端面側に到達するまでの間に温度が低下する。このため、外周面の一方の端面側の温度上昇が抑制されて、乾燥ローラーの円筒部材における外周面の幅方向の熱分布を均一に近い状態にすることができる。この結果、円筒部材の外周面に巻き付けられたフィルムを幅方向に均一に近い状態に加熱することができる。
本発明に係る加熱ローラーでは、前記熱媒を排出する排出口が前記円筒部材の他方の端面に形成され、前記吐出部材が、前記排出口を通って前記円筒部材の内部に挿入される円筒形状を有することが好ましい。
上記構成によれば、排出口を通して円筒部材の内部に挿入して吐出部材を円筒部材に組み立てる構成が単純且つ簡素になる。
上記の課題を解決するために、本発明に係る加熱ローラーは、内部に供給され前記内部から排出されて前記内部を満たす熱媒により、外周面に巻き付けられたフィルムを加熱する円筒部材と、前記円筒部材の内部において前記円筒部材の内周面に向かって前記熱媒を吐出する吐出部材とを備え、前記円筒部材は、前記フィルムの搬送に応じて前記円筒部材の中心軸の周りに回転し、前記吐出部材は、前記中心軸の周りに回転せず固定されていることを特徴とする。
この特徴によれば、円筒部材の内周面に向かって吐出部材から吐出された熱媒が、円筒部材の中心軸に垂直な断面から見て、フィルムの搬送に応じて回転する円筒部材の内周面に追従する方向に湾曲した経路を進んで当該内周面に到達する。このため、吐出位置から内周面までの熱媒の移動距離が長くなり、熱い状態で吐出された熱媒が円筒部材の内周面に到達するまでの間に温度が低下する。このため、熱媒の吐出位置に対応する外周面の温度上昇が抑制されて、乾燥ローラーの円筒部材における外周面の幅方向の熱分布を均一に近い状態にすることができる。この結果、円筒部材の外周面に巻き付けられたフィルムを幅方向に均一に近い状態に加熱することができる。
本発明に係る加熱ローラーでは、前記熱媒が加熱液体であることが好ましい。
上記構成により、熱媒が加熱液体なので、温水と蒸気とを取り扱う特許文献２よりも構成が単純且つ簡素になる。
本発明に係る加熱ローラーでは、前記吐出部材が、前記円筒部材の軸方向に沿って形成された複数の吐出口から前記内周面に向かって前記熱媒を吐出することが好ましい。
上記構成により、円筒部材の内周面に向かって熱媒を吐出する吐出口が円筒部材の軸方向に沿って複数個形成されるので、円筒部材の外周面における幅方向の熱分布をよりきめ細かく均一に近い状態にすることができる。
本発明に係る加熱ローラーでは、前記熱媒を排出する排出口が前記円筒部材の一方の端面に形成され、前記吐出部材が、前記排出口を通って前記円筒部材の内部に挿入される円筒形状を有することが好ましい。
上記構成によれば、排出口を通して円筒部材の内部に挿入して吐出部材を円筒部材に組み立てる構成が単純且つ簡素になる。
上記の課題を解決するために、本発明に係る加熱ローラーは、熱媒が内部に供給されて前記内部から排出されることにより、外周面に巻き付けられたフィルムを加熱する円筒部材と、前記円筒部材の内部に供給された熱媒を分岐して第１吐出位置及び第２吐出位置から前記円筒部材の一方の端面に向かって前記熱媒を吐出する吐出部材とを備え、前記第２吐出位置から前記一方の端面までの距離が前記第１吐出位置から前記一方の端面までの距離よりも長いことを特徴とする。
この特徴によれば、吐出部材により円筒部材の内部に供給されて第１吐出位置に向かう熱媒の一部が分岐されて第２吐出位置から吐出される。このため、第１吐出位置から吐出される熱媒が、第２吐出位置に分岐された熱媒の量だけ減少する。従って、円筒部材の一方の端面に向かって第１吐出位置から吐出された熱媒に基づく外周面の一方の端面側の温度上昇が抑制されて、乾燥ローラーの円筒部材における外周面の幅方向の熱分布を均一に近い状態にすることができる。この結果、円筒部材の外周面に巻き付けられたフィルムを幅方向に均一に近い状態に加熱することができる。
本発明に係る加熱ローラーでは、前記吐出部材が、前記熱媒をさらに分岐して第３吐出位置から前記円筒部材の一方の端面に向かって前記熱媒を吐出し、前記第３吐出位置から前記一方の端面までの距離が前記第２吐出位置から前記一方の端面までの距離よりも長いことが好ましい。
上記構成によれば、吐出部材により円筒部材の内部に供給されて第１吐出位置に向かう熱媒の他の一部がさらに分岐されて第３吐出位置から吐出される。このため、第１吐出位置から吐出される熱媒が、第２吐出位置及び第３吐出位置に分岐された熱媒の量だけ減少する。従って、円筒部材の一方の端面に向かって第１吐出位置から吐出された熱媒に基づく外周面の一方の端面側の温度上昇がさらに抑制されて、乾燥ローラーの円筒部材における外周面の幅方向の熱分布をより一層均一に近い状態にすることができる。
上記の課題を解決するために、本発明に係る加熱ローラーは、熱媒が内部に供給されて前記内部から排出されることにより、外周面に巻き付けられたフィルムを加熱する円筒部材と、前記円筒部材の内部において前記円筒部材の一方の端面に向かって前記熱媒を吐出する吐出部材とを備え、前記円筒部材の周壁は、前記一方の端面側の厚みが他方の端面側の厚みよりも厚くなっていることを特徴とする。
この特徴によれば、前記円筒部材の周壁において、前記一方の端面側の厚みを他方の端面側の厚みよりも厚くすることにより、一方の端面側の周壁の熱抵抗が他方の端面側の周壁の熱抵抗よりも大きくなる。一方、吐出口から一方の端面に向かって吐出された熱媒は、円筒部材の一方の端面側から周壁に接して冷却されながら内周面の他方の端面側に流れる。このため、内周面の一方の端面側を対流する熱媒の温度は、内周面の他方の端面側を対流する熱媒の温度よりも高い。一方の端面側の周壁の熱抵抗が他方の端面側の周壁の熱抵抗よりも大きいため、円筒部材の外周面の幅方向の温度分布が小さくなる。この結果、円筒部材の外周面に巻き付けられたフィルムを幅方向に均一に近い状態に加熱することができる。
本発明に係る加熱ローラーでは、前記吐出部材が、前記一方の端面までの距離が前記他方の端面までの距離よりも短い位置から前記一方の端面に向かって前記熱媒を吐出してもよい。
上記構成によれば、吐出部材から他方の端面までの距離が一方の端面までの距離よりも長いので、吐出部材から吐出された熱媒が、円筒部材の内周面まで到達せずに排出口側にショートパスすることを抑制することができる。
上記の課題を解決するために、本発明に係るフィルム製造方法は、本発明に係る加熱ローラーの内部に熱媒を供給し前記内部から熱媒を排出する工程と、前記加熱ローラーの円筒部材の外周面にフィルムを巻き付けることで、前記フィルムを加熱する工程とを包含することを特徴とする。
本発明に係るフィルム製造方法では、前記フィルムがリチウムイオン二次電池用セパレータであってもよい。
本発明は、円筒部材の外周面に巻き付けられたフィルムを幅方向に均一に近い状態に加熱することができる加熱ローラー及びフィルム製造方法を提供することができるという効果を奏する。
また、本発明は、円筒部材の外周面に巻き付けられたフィルムを幅方向及び搬送方向に均一に近い状態に加熱することができる加熱ローラーを及びフィルム製造方法提供することができるという効果を奏する。
実施形態１に係るリチウムイオン二次電池の断面構成を示す模式図である。 図１に示されるリチウムイオン二次電池の詳細構成を示す模式図である。 図１に示されるリチウムイオン二次電池の他の構成を示す模式図である。 上記他の構成の耐熱層が積層されたセパレータ原反である耐熱セパレータ原反を示す図である。 上記耐熱セパレータ原反を乾燥させる乾燥装置の構成を示す模式図である。 上記乾燥装置に設けられた乾燥ローラーの構成を示す模式断面図である。 実施形態２に係る乾燥ローラーの構成を示す模式断面図である。 実施形態２に係る他の乾燥ローラーの構成を示す模式断面図である。 実施形態３に係る乾燥ローラーの構成を示す模式断面図である。 実施形態４に係る乾燥ローラーの構成を示す模式断面図である。 実施形態４に係る他の乾燥ローラーの構成を示す模式断面図である。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
〔実施形態１〕
以下、実施形態１に係るリチウムイオン二次電池、電池用のセパレータ、耐熱セパレータについて順に説明する。
＜リチウムイオン二次電池＞
リチウムイオン二次電池に代表される非水電解液二次電池は、エネルギー密度が高く、それゆえ、現在、パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末等の機器、自動車、航空機等の移動体に用いる電池として、また、電力の安定供給に資する定置用電池として広く使用されている。
図１は、リチウムイオン二次電池１の断面構成を示す模式図である。図１に示されるように、リチウムイオン二次電池１は、カソード１１と、セパレータ１２と、アノード１３とを備える。リチウムイオン二次電池１の外部において、カソード１１とアノード１３との間に、外部機器２が接続される。そして、リチウムイオン二次電池１の充電時には方向Ａへ、放電時には方向Ｂへ、電子が移動する。
＜セパレータ＞
セパレータ１２は、リチウムイオン二次電池１の正極であるカソード１１と、その負極であるアノード１３との間に、これらに挟持されるように配置される。セパレータ１２は、カソード１１とアノード１３との間を分離しつつ、これらの間におけるリチウムイオンの移動を可能にする多孔質フィルムである。セパレータ１２は、その材料として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンを含む。
図２は、図１に示されるリチウムイオン二次電池１の詳細構成を示す模式図であって、（ａ）は通常の構成を示し、（ｂ）はリチウムイオン二次電池１が昇温したときの様子を示し、（ｃ）はリチウムイオン二次電池１が急激に昇温したときの様子を示す。
図２の（ａ）に示されるように、セパレータ１２には、多数の孔Ｐが設けられている。通常、リチウムイオン二次電池１のリチウムイオン３は、孔Ｐを介し往来できる。
ここで、例えば、リチウムイオン二次電池１の過充電、又は、外部機器の短絡に起因する大電流等により、リチウムイオン二次電池１は、昇温することがある。この場合、図２の（ｂ）に示されるように、セパレータ１２が融解又は柔軟化し、孔Ｐが閉塞する。そして、セパレータ１２は収縮する。これにより、リチウムイオン３の往来が停止するため、上述の昇温も停止する。
しかし、リチウムイオン二次電池１が急激に昇温する場合、セパレータ１２は、急激に収縮する。この場合、図２の（ｃ）に示されるように、セパレータ１２は、破壊されることがある。そして、リチウムイオン３が、破壊されたセパレータ１２から漏れ出すため、リチウムイオン３の往来は停止しない。ゆえに、昇温は継続する。
＜耐熱セパレータ＞
図３は、図１に示されるリチウムイオン二次電池１の他の構成を示す模式図であって、（ａ）は通常の構成を示し、（ｂ）はリチウムイオン二次電池１が急激に昇温したときの様子を示す。
図３の（ａ）に示されるように、リチウムイオン二次電池１は、耐熱層４をさらに備えてよい。耐熱層４と、セパレータ１２とは、耐熱セパレータ１２ａ（セパレータ）を形成している。耐熱層４は、セパレータ１２のカソード１１側の片面に積層されている。なお、耐熱層４は、セパレータ１２のアノード１３側の片面に積層されてもよいし、セパレータ１２の両面に積層されてもよい。そして、耐熱層４にも、孔Ｐと同様の孔が設けられている。通常、リチウムイオン３は、孔Ｐと耐熱層４の孔とを介し往来する。耐熱層４は、その材料として、例えば全芳香族ポリアミド（アラミド樹脂）を含む。
図３の（ｂ）に示されるように、リチウムイオン二次電池１が急激に昇温し、セパレータ１２が融解又は柔軟化しても、耐熱層４がセパレータ１２を補助しているため、セパレータ１２の形状は維持される。ゆえに、セパレータ１２が融解又は柔軟化し、孔Ｐが閉塞するにとどまる。これにより、リチウムイオン３の往来が停止するため、上述の過放電又は過充電も停止する。このように、セパレータ１２の破壊が抑制される。
＜耐熱セパレータ原反（セパレータ原反）の製造工程＞
リチウムイオン二次電池１の耐熱セパレータ１２ａの製造は特に限定されるものではなく、公知の方法を利用して行うことができる。以下では、セパレータ１２がその材料として主にポリエチレンを含む場合を仮定して説明する。しかし、セパレータ１２が他の材料を含む場合でも、同様の製造工程により、耐熱セパレータ１２ａを製造できる。
例えば、熱可塑性樹脂に無機充填剤又は可塑剤を加えてフィルム成形した後、該無機充填剤及び該可塑剤を適当な溶媒で除去する方法が挙げられる。例えば、セパレータ１２が、超高分子量ポリエチレンを含むポリエチレン樹脂から形成されてなるポリオレフィンセパレータである場合には、以下に示すような方法により製造することができる。
この方法は、（１）超高分子量ポリエチレンと、無機充填剤（例えば、炭酸カルシウム、シリカ）、又は可塑剤（例えば、低分子量ポリオレフィン、流動パラフィン）とを混練してポリエチレン樹脂組成物を得る混練工程、（２）ポリエチレン樹脂組成物を用いてフィルムを成形する圧延工程、（３）工程（２）で得られたフィルム中から無機充填剤又は可塑剤を除去する除去工程、及び、（４）工程（３）で得られたフィルムを延伸してセパレータ１２を得る延伸工程を含む。なお、前記工程（４）を、前記工程（２）と（３）との間で行なうこともできる。
除去工程によって、フィルム中に多数の微細孔が設けられる。延伸工程によって延伸されたフィルムの微細孔は、上述の孔Ｐとなる。これにより、所定の厚さと透気度とを有するポリエチレン微多孔膜であるセパレータ１２が形成される。
なお、混練工程において、超高分子量ポリエチレン１００重量部と、重量平均分子量１万以下の低分子量ポリオレフィン５〜２００重量部と、無機充填剤１００〜４００重量部とを混練してもよい。
その後、塗工工程において、セパレータ１２の表面に耐熱層４を形成する。例えば、セパレータ１２に、アラミド／ＮＭＰ（Ｎ−メチル−ピロリドン）溶液（塗工液）を塗布し、アラミド耐熱層である耐熱層４を形成する。耐熱層４は、セパレータ１２の片面だけに設けられても、両面に設けられてもよい。また、耐熱層４として、アルミナ／カルボキシメチルセルロース等のフィラーを含む混合液を塗工してもよい。
また、塗工工程において、セパレータ１２の表面に、ポリフッ化ビニリデン／ジメチルアセトアミド溶液（塗工液）を塗布（塗布工程）し、それを凝固（凝固工程）させることによりセパレータ１２の表面に接着層を形成することもできる。接着層は、セパレータ１２の片面だけに設けられても、両面に設けられてもよい。
塗工液をセパレータ１２に塗工する方法は、均一にウェットコーティングできる方法であれば特に制限はなく、従来公知の方法を採用することができる。例えば、キャピラリーコート法、スリットダイコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ロールコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、バーコーター法、グラビアコーター法、ダイコーター法などを採用することができる。耐熱層４の厚さは塗工ウェット膜の厚み、塗工液中のバインダー濃度とフィラー濃度の和で示される固形分濃度、フィラーのバインダーに対する比を調節することによって制御することができる。
なお、塗工する際にセパレータ１２を固定あるいは搬送する支持体としては、樹脂製のフィルム、金属製のベルト、ドラム等を用いることができる。
＜耐熱セパレータ原反の構成＞
図４は、セパレータ原反１２ｃに耐熱層４が積層された耐熱セパレータ原反１２ｂ（フィルム）を示す図である。図４（ａ）は耐熱セパレータ原反１２ｂが巻き取られる態様を示しており、図４（ｂ）は耐熱セパレータ原反１２ｂの平面図を示し、図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示される面ＣＣに沿った断面図を示す。
上述した製造方法により、セパレータ原反１２ｃに耐熱層４が積層された耐熱セパレータ原反（以下、単に「セパレータ原反」という）１２ｂを製造できる。製造されたセパレータ原反１２ｂは、矢印Ａに示される方向に搬送されて円筒形状のコア５３に巻き取られる（図４（ａ）（ｂ））。なお、以上の製造方法で製造される対象は、セパレータ原反１２ｂに限定されない。この製造方法は、塗工工程を含まなくてもよい。この場合、製造される対象は、耐熱層４が積層されないセパレータ原反１２ｃである。以下では、主に機能層として耐熱層４を有するセパレータ１２ｂ（フィルム）を例に挙げて説明するが、機能層を有しないセパレータ（フィルム）およびセパレータ原反（フィルム原反）についても、同様の処理（工程）を行うことができる。
＜乾燥装置２１の構成＞
図５は、セパレータ原反１２ｂを乾燥させる乾燥装置２１の構成を示す模式図である。乾燥装置２１は、セパレータ原反１２ｃに耐熱層４が塗布されたセパレータ原反１２ｂを乾燥させる。乾燥装置２１には、セパレータ原反１２ｂが矢印Ａ１の方向に沿って供給される。セパレータ原反１２ｂは、２個の搬送ローラー３１により搬送され、左右２列に密集して交互に配置された１０個の乾燥ローラー２２（加熱ローラー）に順次巻き付けられて搬送される。そして、６個の他の搬送ローラー３１により搬送され、矢印Ａ２に示す方向に沿って乾燥装置２１からセパレータ原反１２ｂが搬出される。
＜乾燥ローラー２２の構成＞
図６は、乾燥装置２１に設けられた乾燥ローラー２２の構成を示す模式断面図である。乾燥ローラー２２は円筒部材２３を備える。円筒部材２３は外周面Ｓ３と内周面Ｓ４と内端面Ｓ１・Ｓ２とを有する。乾燥ローラー２２の内端面Ｓ２側に円筒状の排出部材２５が設けられる。セパレータ原反１２ｂは、外周面Ｓ３に巻き付けられて搬送される。
乾燥ローラー２２には、排出部材２５を通って円筒部材２３の内部に挿入される円筒形状の吐出管２４（吐出部材）が設けられる。排出部材２５の内周面と吐出管２４の外周面との間に排出口３０が形成される。
吐出管２４は先端に吐出口２６を有する。吐出口２６から内端面Ｓ１までの距離Ｌ１は、吐出口２６から内端面Ｓ２までの距離Ｌ２以上である。円筒部材２３の内部は温水Ｈで満たされている。
＜乾燥ローラー２２の動作＞
吐出管２４は、吐出口２６から内端面Ｓ１に向かって温水Ｈを吐出する。吐出口２６からの温水Ｈの吐出により増加した温水Ｈはその増加分だけ排出口３０を通って乾燥ローラー２２から排出される。
吐出口２６から内端面Ｓ１までの距離Ｌ１が吐出口２６から内端面Ｓ２までの距離Ｌ２以上になっているので、吐出口２６から内端面Ｓ１側までの温水Ｈの移動距離が長くなる。従って、熱い状態で吐出された温水Ｈが内端面Ｓ１側に到達するまでの間に温水Ｈの温度が低下する。このため、内端面Ｓ１側の温度上昇が抑制されて、乾燥ローラー２２の円筒部材２３における外周面Ｓ３の幅方向Ａ３の熱分布を均一に近い状態にすることができる。この結果、円筒部材２の外周面Ｓ３に巻き付けられたセパレータ原反１２ｂを幅方向Ａ３に均一に近い状態に乾燥させることができる。
吐出管２４の吐出口２６から吐出する温水Ｈの温度は、６５℃以上１００℃以下であることが好ましい。
吐出管２４は、排出口３０よりも小径の直線状管形状を有している。このため、排出口３０を通して円筒部材２３の内部に挿入する吐出管２４の組立作業が単純且つ簡素になる。
本実施形態では吐出管２４から温水Ｈを吐出する例を示したが、本発明はこれに限定されない。吐出管２４からは、円筒部材２３の外周面Ｓ３に巻き付けられたセパレータ原反１２ｂを乾燥させるための熱媒を吐出すればよく、例えば、加熱油、蒸気を吐出してもよい。
本実施形態ではセパレータ原反１２ｂを乾燥させる例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。セパレータ原反以外の帯状フィルム、紙、布、または、これらの複合物、加工物等のウェブを乾燥させる乾燥ローラーに対しても本発明を適用することができる。後述する実施形態も同様である。
また、本実施形態では、本発明に係る加熱ローラーを、セパレータ原反１２ｂを乾燥させる乾燥ローラー２２に適用した例を示したが、本発明はこれに限定されない。フィルムの乾燥のみならず、フィルムを加熱する、くせ付け、しわ伸ばし、アニール等の各種の処理に本発明を好適に適用することができる。
〔実施形態２〕
図７は、実施形態２に係る乾燥ローラー２２ａの構成を示す模式断面図である。前述した構成用度と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
乾燥ローラー２２ａは円筒部材２３と吐出管２４ａとを備える。吐出管２４ａは、その外周面に形成された吐出口２６ａから円筒部材２３の内周面Ｓ４に向かって温水Ｈを吐出する。
円筒部材２３の内周面Ｓ４に向かって温水Ｈを吐出することで円筒部材２３の外周面Ｓ３の軸方向の熱分布が均一に近い状態になるとともに、円筒部材２３の内部が温水Ｈで満たされているため円筒部材２３の外周面Ｓ３の周方向の熱分布も均一に近い状態となる。この結果、円筒部材２３の外周面Ｓ３に巻き付けられたセパレータ原反１２ｂを幅方向Ａ３及び搬送方向に均一に近い状態に乾燥させることができる。
また、吐出口２６ａから吐出される熱媒が温水Ｈなので、温水と蒸気とを取り扱う特許文献２よりも構成が単純且つ簡素になる。
吐出管２４ａは、排出口３０よりも小径の直線状管形状を有している。このため、排出口３０を通して円筒部材２３の内部に挿入する吐出管２４ａの組立作業が単純且つ簡素になる。
吐出口２６ａから内端面Ｓ２までの距離Ｌ４は、吐出口２６ａから内端面Ｓ１までの距離Ｌ３よりも長いことが好ましい。距離Ｌ３と距離Ｌ４が等しい位置、距離Ｌ３が距離Ｌ４よりも長い位置では、吐出口２６ａから吐出された温水Ｈが排出口３０側にショートパスする流れが優位になるためである。
図８は、実施形態２に係る他の乾燥ローラー２２ｂの構成を示す模式断面図である。前述した構成用度と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
乾燥ローラー２２ｂは円筒部材２３と吐出管２４ｂとを備える。吐出管２４ｂは、軸方向に沿って配置された複数個の吐出口２６ａのそれぞれから、円筒部材２３の内周面Ｓ４に向かって温水Ｈを吐出する。複数個の吐出口２６ａは、一列に配置されてもよいし、複数列に配置されてもよい。また、複数個の吐出口２６ａの間隔は等間隔でもよく、等間隔でなくてもよい。また、複数個の吐出口２６ａは、吐出管２４ｂの軸方向に沿って直線状に配置されてもよいし、軸方向に螺旋を描くように配置されてもよい。
円筒部材２３の内周面Ｓ４に向かって温水Ｈを吐出する吐出口２６ａが円筒部材２３の軸方向に沿って複数個形成されるので、円筒部材２３の外周面Ｓ３における幅方向Ａ３の熱分布をよりきめ細かく均一に近い状態にすることができる。
吐出管２４ｂは、排出口３０よりも小径の直線状管形状を有している。このため、排出口３０を通して円筒部材２３の内部に挿入する吐出管２４ａの組立作業が単純且つ簡素になる。
〔実施形態３〕
図９は、実施形態３に係る乾燥ローラー２２ｃの構成を示す模式断面図である。前述した構成用度と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明は繰り返さない。
乾燥ローラー２２ｃは円筒部材２３と吐出管２４ｃとを備える。吐出管２４ｃは、円筒部材２３の中心軸に沿って延びる吐出枝２８と、吐出枝２８から分岐して延びる吐出枝２７・２９を有する。吐出枝２８の先端の吐出口３３（第２吐出口）から内端面Ｓ１までの距離Ｌ６は、吐出枝２９の先端の吐出口３４（第１吐出口）から内端面Ｓ１までの距離Ｌ５よりも長くなっている。吐出枝２７の先端の吐出口３２（第３吐出口）から内端面Ｓ１までの距離Ｌ７は、吐出枝２８の先端の吐出口３３から内端面Ｓ１までの距離Ｌ６よりも長くなっている。
このように、吐出口３２・３３・３４は、円筒部材２３の軸方向に直交する方向の位置が互いに異なり、円筒部材２３の内端面Ｓ１までの距離が互いに異なる。
このように構成された乾燥ローラー２２ｃでは、吐出管２４ｃにより円筒部材２３の内部に供給されて吐出枝２９の吐出口３４に向かう温水Ｈの一部が分岐されて吐出枝２８の吐出口３３から吐出される。このため、吐出口３４から吐出される温水Ｈが、吐出口３３に分岐された温水Ｈの量だけ減少する。そして、吐出管２４ｃにより円筒部材２３の内部に供給されて吐出枝２９の吐出口３４に向かう温水Ｈの他の一部が分岐されて吐出枝２７の吐出口３２から吐出される。このため、吐出口３４から吐出される温水Ｈが、吐出口３２に分岐された温水Ｈの量だけさらに減少する。
従って、円筒部材２３の内端面Ｓ１に向かって吐出口３４から吐出された温水Ｈに基づく外周面Ｓ３の内端面Ｓ１側の温度上昇が抑制されて、乾燥ローラー２２ｃの円筒部材２３における外周面Ｓ３の幅方向Ａ３の熱分布を均一に近い状態にすることができる。この結果、円筒部材２３の外周面Ｓ３に巻き付けられたセパレータ原反１２ｂを幅方向Ａ３に均一に近い状態に乾燥させることができる。
〔実施形態４〕
図１０は、実施形態４に係る乾燥ローラー２２ｄの構成を示す模式断面図である。図６を参照して前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は繰り返さない。
乾燥ローラー２２ｄが、図６で前述した乾燥ローラー２２と異なる点は、肉厚に傾斜のある円筒部材２３ｄを備える点である。円筒部材２３ｄの周壁Ｗｄは、一端Ｅ１側の厚みが、他端Ｅ２側の厚みよりも厚くなっている。円筒部材２３ｄの一端Ｅ１側の周壁Ｗｄの厚みを他端Ｅ２側の周壁Ｗｄの厚みよりも厚くすることにより、一端Ｅ１側の周壁Ｗｄの熱抵抗が他端Ｅ２側の周壁Ｗｄの熱抵抗よりも大きくなる。
一方、吐出口２６から内端面Ｓ１に向かって吐出された温水Ｈは、内周面Ｓ４の一端Ｅ１側から周壁Ｗｄに接して冷却されながら内周面Ｓ４の他端Ｅ２側に流れる。このため、内周面Ｓ４の一端Ｅ１側を対流する温水Ｈの温度は、内周面Ｓ４の他端Ｅ２側を対流する温水Ｈの温度よりも高い。前述したように、一端Ｅ１側の周壁Ｗｄの熱抵抗が他端Ｅ２側の周壁Ｗｄの熱抵抗よりも大きいため、円筒部材２３ｄの外周面Ｓ３の幅方向の温度分布が、図６に示す肉厚に傾斜が無い円筒部材２３外周面Ｓ３の幅方向の温度分布よりも小さくなる。
図１１は、実施形態４に係る他の乾燥ローラー２２ｅの構成を示す模式断面図である。図６及び図１０を参照して前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は繰り返さない。
乾燥ローラー２２ｅが、図６及び図１０でそれぞれ前述した乾燥ローラー２２及び乾燥ローラー２２ｄと異なる点は、吐出管２４ｅの吐出口２６が、内端面Ｓ２よりも内端面Ｓ１に近い点である。即ち、吐出口２６から内端面Ｓ１までの距離Ｌ１が、吐出口２６から内端面Ｓ２までの距離Ｌ２よりも短い。このように円筒部材２３ｄの周壁Ｗｄの厚みに傾斜を持たせると、吐出管２４ｅの吐出口２６を内端面Ｓ２よりも内端面Ｓ１に近くしても、円筒部材２３ｄの外周面Ｓ３の幅方向Ａ３の温度分布を均一に近い状態にすることができる。
また、吐出口２６から内端面Ｓ２までの距離が内端面Ｓ１までの距離よりも長いと、吐出口２６から吐出された温水Ｈが、内周面Ｓ４まで到達せずに排出口３０側にショートパスすることを抑制することができる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
１２ｂ セパレータ原反（フィルム）
２１ 乾燥装置
２２ 乾燥ローラー（加熱ローラー）
２３ 円筒部材
２４ 吐出管（吐出部材）
２５ 排出部材
２６ 吐出口
２７、２８、２９ 吐出枝
３０ 排出口
３２ 吐出口（第３吐出口）
３３ 吐出口（第２吐出口）
３４ 吐出口（第１吐出口）
Ｓ１、Ｓ２ 内端面（一方の端面、他方の端面）
Ｓ３ 外周面
Ｓ４ 内周面
Ｈ 温水（熱媒、加熱流体）

Claims (12)

  1. 熱媒が内部に供給されて前記内部から排出されることにより、外周面に巻き付けられたフィルムを加熱する円筒部材と、
    前記円筒部材の内部において前記円筒部材の一方の端面までの距離が他方の端面までの距離以上になる位置から前記一方の端面に向かって前記熱媒を吐出する吐出部材とを備えたことを特徴とする加熱ローラー。
  2. 前記熱媒を排出する排出口が前記円筒部材の他方の端面に形成され、
    前記吐出部材が、前記排出口を通って前記円筒部材の内部に挿入される円筒形状を有する請求項１に記載の加熱ローラー。
  3. 内部に供給され前記内部から排出されて前記内部を満たす熱媒により、外周面に巻き付けられたフィルムを加熱する円筒部材と、
    前記円筒部材の内部において前記円筒部材の内周面に向かって前記熱媒を吐出する吐出部材とを備え、
    前記円筒部材は、前記フィルムの搬送に応じて前記円筒部材の中心軸の周りに回転し、
    前記吐出部材は、前記中心軸の周りに回転せず固定されていることを特徴とする加熱ローラー。
  4. 前記熱媒が加熱液体である請求項３に記載の加熱ローラー。
  5. 前記吐出部材が、前記円筒部材の軸方向に沿って形成された複数の吐出口から前記内周面に向かって前記熱媒を吐出する請求項３又は４に記載の加熱ローラー。
  6. 前記熱媒を排出する排出口が前記円筒部材の一方の端面に形成され、
    前記吐出部材が、前記排出口を通って前記円筒部材の内部に挿入される円筒形状を有する請求項３から５のいずれか一項に記載の加熱ローラー。
  7. 熱媒が内部に供給されて前記内部から排出されることにより、外周面に巻き付けられたフィルムを加熱する円筒部材と、
    前記円筒部材の内部に供給された熱媒を分岐して第１吐出位置及び第２吐出位置から前記円筒部材の一方の端面に向かって前記熱媒を吐出する吐出部材とを備え、
    前記第２吐出位置から前記一方の端面までの距離が前記第１吐出位置から前記一方の端面までの距離よりも長いことを特徴とする加熱ローラー。
  8. 前記吐出部材が、前記熱媒をさらに分岐して第３吐出位置から前記円筒部材の一方の端面に向かって前記熱媒を吐出し、
    前記第３吐出位置から前記一方の端面までの距離が前記第２吐出位置から前記一方の端面までの距離よりも長い請求項７に記載の加熱ローラー。
  9. 熱媒が内部に供給されて前記内部から排出されることにより、外周面に巻き付けられたフィルムを加熱する円筒部材と、
    前記円筒部材の内部において前記円筒部材の一方の端面に向かって前記熱媒を吐出する吐出部材とを備え、
    前記円筒部材の周壁は、前記一方の端面側の厚みが他方の端面側の厚みよりも厚くなっていることを特徴とする加熱ローラー。
  10. 前記吐出部材が、前記一方の端面までの距離が前記他方の端面までの距離よりも短い位置から前記一方の端面に向かって前記熱媒を吐出する請求項９に記載の加熱ローラー。
  11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の加熱ローラーの内部に熱媒を供給し前記内部から熱媒を排出する工程と、
    前記加熱ローラーの円筒部材の外周面にフィルムを巻き付けることで、前記フィルムを加熱する工程とを包含することを特徴とするフィルム製造方法。
  12. 前記フィルムがリチウムイオン二次電池用セパレータである請求項１１に記載のフィルム製造方法。
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