JP5335724B2

JP5335724B2 - 乾燥処理装置

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Publication number: JP5335724B2
Application number: JP2010073758A
Authority: JP
Inventors: 秀樹田中
Original assignee: Espec Corp
Current assignee: Espec Corp
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2030-03-26
Also published as: JP2011208810A

Description

本発明は、電極材等の処理材料に対して乾燥処理を施す乾燥処理装置に関する。

従来の乾燥処理装置では、まず、温度及び圧力を一定に保つことのできる恒温槽内に処理材料を配置し、恒温室内の温度を昇温させるとともに、恒温室内を真空にすることで、乾燥処理が施されるものがある。この乾燥処理装置では、乾燥処理が終了すると、処理材料を取り出すために恒温室内が冷却される。また、別の乾燥処理装置では、まず、温度と湿度を一定に保つことのできる恒温室（乾燥機）内に処理材料を配置し、恒温室内の温度を昇温させるとともに、恒温室内に水蒸気を供給することで処理材料が高温多湿条件下に置かれる。次いで、恒温室内への水蒸気の供給を停止するとともに、恒温室内を真空にすることで恒温室内が冷却されて乾燥処理が施されるものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３０２５３８号公報

しかしながら、従来の乾燥処理装置では、複数回の乾燥処理工程が連続して行われる場合に、１回の乾燥処理工程が終了した時点で、恒温室内は室温付近の低温になっている。このため、次の乾燥処理工程を開始するためには、一旦低温になった真空乾燥機内の温度を再度昇温させる必要がある。従って、従来の乾燥処理装置では、恒温室内の全体を昇温、冷却しなければならないことから、恒温室自体の熱容量分を加熱・冷却することになり、莫大な熱エネルギーを要していた。

また、従来の乾燥処理装置では、恒温室内の全体を真空にすることから、真空引き処理に要するエネルギーが莫大なものとなっていた。また、真空の圧力に耐えるだけの内槽強度が恒温室に要求されるため、恒温室を薄い板厚の材料を用いて製作できないことから、恒温室自体の熱容量分を加熱・冷却する場合に、莫大なエネルギーを要していた。

本発明の目的は、処理材料の乾燥処理工程に要する熱エネルギーを従来よりも低減できる乾燥処理装置を提供することである。

第１の発明に係る乾燥処理装置は、処理材料を収容した複数の密閉容器を内部に配置可能な恒温室と、恒温室内の密閉容器を恒温室の外部へ搬送する搬送機構とを備え、恒温室は、密閉容器内の気体状態を変更するための気体状態変更手段と、密閉容器内の温度を調節するための温度調節手段とを有し、前記気体状態変更手段は、前記恒温室の複数のポジションに設けられ、各ポジションにおいて、前記密閉容器内を真空に制御した後、当該密閉容器内を加圧するものであり、前記温度調整手段は、前記恒温室内の空気を加熱することにより、前記密閉容器内部を外部から加熱するものである。

この乾燥処理装置では、恒温室内において乾燥処理が終了すると、密閉容器は恒温室の外部へと搬送される。従って、従来の乾燥処理装置のように、処理材料を恒温室の外部へ取り出すために、恒温室内を常圧に戻し、恒温室内の温度を降温させて恒温室の内部を冷却する必要がなく、恒温室の内部を高温に維持することができる。そのため、複数回の乾燥処理工程が連続して行われる場合でも、恒温室内の温度を高温に維持できることから、処理材料の乾燥処理工程に要する熱エネルギーを低減できる。

また、この乾燥処理装置は、密閉容器単位で気体状態を変更するものであるため、密閉容器を小さくできる。よって、処理材料が収容される密閉容器を比較的薄い板厚の材料を用いて製作できる。従って、恒温室内の全体の気体状態を変更する従来の乾燥処理装置と比べて、気体の消費量や、気体状態の変更に要するエネルギーを低減できる。

なお、本発明中の「気体状態を変更する」とは、気体の温度、圧力、種類及び湿度を変更することが含まれる。

この乾燥処理装置では、恒温室内に配置された密閉容器の用途に応じて密閉容器内の気体圧力を変更できる。従って、乾燥処理装置の汎用性を高めることができる。

この乾燥処理装置では、恒温室内で密閉容器内を加熱して、密閉容器内に収容した処理材料を乾燥させるために、恒温室内の温度を、密閉容器内を真空状態で維持しない場合ほど高くする必要がない。従って、処理材料の乾燥処理工程に要する熱エネルギーを低減できる。
さらに、この乾燥処理装置では、気体状態変更手段が恒温室内に複数設けられているので、密閉容器が各気体状態変更手段に相当する各ポジションで停止している各停止時間のそれぞれが処理材料の乾燥時間よりも短くても、各停止時間の合計で処理材料の乾燥時間が確保されるので、処理材料を十分に乾燥させることができる。
また、この乾燥処理装置では、処理材料が乾燥中に密閉容器内に揮発分を生じさせるような材料であっても、複数の気体状態変更手段によって密閉容器内の揮発分を十分に抜き出すことができるので、密閉容器内に揮発分が発生することによる密閉容器内の圧力上昇を確実に防止し、所定の圧力状態（例えば、真空状態）に維持できる。
また、この乾燥処理装置では、密閉容器を各気体状態変更手段に相当する各ポジションに移動させながら、密閉容器内の圧力を変化させることができる。従って、処理材料の圧力変化による耐久性の試験を行うことができる。また、処理材料に含まれる蒸気分圧の異なる材料成分を、蒸発の順番を制御しながら蒸発させることができる。
また、この乾燥処理装置では、複数の密閉容器を１つずつ恒温室内に搬送することで、２つ以上の密閉容器を同時に恒温室内に配置した場合と比べて、恒温室内で維持されている温度が熱損失によって大きく変化することを防止できる。

第２の発明に係る乾燥処理装置は、第１の発明に係る乾燥処理装置において、気体状態変更手段は、真空引きユニットと気体置換ユニットとを有しており、前記真空引きユニットおよび前記気体置換ユニットは、それらのいずれかが前記密閉容器と接続されるものであり、前記真空引きユニットと前記密閉容器とが接続された場合には、前記密閉容器の真空引きが行われ、前記気体置換ユニットと前記密閉容器とが接続された場合には、密閉容器内の気体の種類を変更可能である。

この乾燥処理装置では、恒温室内に配置された密閉容器の用途に応じて密閉容器内に種々の気体を供給することができる。従って、乾燥処理装置の汎用性を高めることができる。

第３の発明に係る乾燥処理装置は、第２の発明に係る乾燥処理装置において、気体置換ユニットは、密閉容器内に窒素ガスを供給するものである。

この乾燥処理装置では、恒温室内に配置された密閉容器内を窒素ガスで充填することができる。従って、密閉容器内に収容された処理材料が、恒温室内部の熱によって酸化することを防止できる。

第４の発明に係る乾燥処理装置は、第１〜第３の発明のいずれかに係る乾燥処理装置において、搬送機構によって恒温室の外部へ搬送された密閉容器を冷却する冷却機構を備える。

この乾燥処理装置では、密閉容器は恒温室の外部へと搬送されて冷却機構により冷却される。そのため、複数回の乾燥処理工程が連続して行われる場合でも、処理材料を恒温室の外部へ取り出すために恒温室の内部を冷却する必要がなく、恒温室の内部を高温に維持することができる。

本発明の一実施形態に係る乾燥処理装置を示す側面図である。本発明の一実施形態に係る乾燥処理装置を示す上面図である。搬送パレットに載置された密閉容器の側断面視図である。図３のＡ−Ａ線の矢視断面図である。図３のＢ−Ｂ線の矢視断面図である。搬送される密閉容器内の温度と圧力の変化を示している。

以下、図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る乾燥処理装置について説明する。図１は、本実施形態に係る乾燥処理装置を示す側面図である。図２は、本実施形態に係る乾燥処理装置を示す上面図である。図１及び図２では、恒温室の内部が分かるように恒温室の部分を断面図で示している。図３は、搬送パレットに載置された密閉容器の側断面視図である。図４は、図３のＡ−Ａ線の矢視断面図である。図５は、図３のＢ−Ｂ線の矢視断面図である。なお、図２では、図１に示した位置決めストッパ８ａ、１７ａ〜１７ｃの図示を省略している。

＜乾燥処理装置＞
図１及び図２に示されるように、乾燥処理装置１００は、搬入機構１、恒温室２及び冷却機構３を有している。搬入機構１、恒温室２及び冷却機構３は、処理材料６を内部に収容した密閉容器５の搬送方向（Ｘ方向）に沿って上流側から下流側に向けて順次配置されており、密閉容器５は、搬送パレット７に載置された状態で、搬入機構１、恒温室２及び冷却機構３の順番に搬送される。本発明で用いられる処理材料６は、例えばリチウムイオンバッテリー（ＬｉＢ）の電極材であり、ロール形状を有している。

＜搬入機構＞
図１に示されるように、搬入機構１は、密閉容器５が載置された搬送パレット７を常温に維持した状態で恒温室２に搬送するものである。搬入機構１は、密閉容器５が載置された搬送パレット７をフリーフロー搬送可能なチェーン８と、チェーン８と噛み合う４つのスプロケット１０を有している。そして、各スプロケット１０を回転駆動させることにより、各スプロケット１０に噛み合うチェーン８を任意の速度で移動させることができる。これにより、搬入機構１は、密閉容器５が載置された搬送パレット７をＸ方向に移動させることにより、密閉容器５が載置された搬送パレット７を恒温室２に搬送することができる。なお、チェーンコンベアはフリーフロー方式であり、密閉容器５が載置された搬送パレット７の位置決めストッパ８ａが設けられている。

＜恒温室＞
恒温室２は、その内部が所定温度に維持されることで、密閉容器５内の処理材料６の乾燥処理を行うことができる。また、この恒温室２内に配置された密閉容器５内の真空引きや窒素置換を行うことができる。

図１に示されるように、恒温室２の左側及び右側には、それぞれ、密閉容器５が載置された搬送パレット７の搬入出用の開口部２２、２３が形成されている。各開口部２２、２３には、各開口部２２、２３を開閉するための断熱シャッタ２６、２７が設けられており、これらのシャッタ２６、２７は、Ｙ方向に延びるように形成されたシャッタ収納部２８、２９の内部にそれぞれ収納可能とされる。このシャッタ収納部２８、２９には、断熱シャッタ２６、２７を昇降させるための昇降機構（図示せず）が収納されている。そして、密閉容器５が載置された搬送パレット７の搬出入時以外は、開口部２２、２３は断熱シャッタ２６、２７によって閉鎖されることで、恒温室２の内部が高温雰囲気下に保たれている。

図１に示されるように、恒温室２内には、恒温室２内の空気を加熱するためのヒータ４５と、恒温室２内に気流を起こすための送風手段４６と、恒温室２内に外気を導入する冷却手段４７とが配置されている。従って、恒温室２内は、ヒータ４５、送風手段４６及び冷却手段４７を用いて所定の温度に維持可能である。本実施形態では、ヒータ４５、送風手段４６及び冷却手段４７で、温度調節手段が構成される。

図１に示されるように、恒温室２の上側には、第１接続装置１２、第２接続装置１３及び第３接続装置１４がＸ方向に沿って上流側から下流側に向けて順次配置されている。また、恒温室２は、密閉容器５の内部が窒素ガス（Ｎ_２）で加圧されるように変更可能な窒素ガス置換ユニット１５と、密閉容器５の内部が真空状態になるように変更可能な真空引きユニット１６を有している。また、第１接続装置１２〜第３接続装置１４は、窒素ガス置換ユニット１５にも真空引きユニット１６にも接続されている。

図１に示されるように、上流側から下流側の第１真空ポジションＰ１〜第３真空ポジションＰ３に配置された第１接続装置１２〜第３接続装置１４の恒温室２内に連通する各先端部には、Ｙ方向に移動可能な第１耐熱カプラー１２ａ〜第３耐熱カプラー１４ａが設けられている。各耐熱カプラー１２ａ〜１４ａは、各真空ポジションＰ１〜Ｐ３に配置された密閉容器５の耐熱カプラー４４と着脱可能である。本実施形態では、第１接続装置１２、第２接続装置１３及び第３接続装置１４のいずれかと、窒素ガス置換ユニット１５または真空引きユニット１６とで、気体状態変更手段が構成される。

（搬送機構）
図１に示されるように、恒温室２は、密閉容器５が載置された搬送パレット７を搬送可能なチェーン１７と、チェーン１７と噛み合う６つのスプロケット１９を有している。そして、各スプロケット１９を回転駆動させることにより、各スプロケット１９に接するチェーン１７を任意の速度で移動させることができる。これにより、恒温室２は、密閉容器５が載置された搬送パレット７をＸ方向に移動させることにより、密閉容器５が載置された搬送パレット７を冷却機構３に搬送することができる。なお、チェーン１７及び各スプロケット１９は、高温加熱に適するものであれば、任意の材料を用いることができる。本実施形態では、チェーン１７及びスプロケット１９で、搬送機構が構成される。

なお、チェーン１７には、空回り機構であるフリーフローコンベア用のローラーチェーンが使用されており、各真空ポジションＰ１〜Ｐ３に相当する搬送ラインには、位置決めストッパ１７ａ〜１７ｃが設けられている。これにより、フリーフローコンベア上で、密閉容器５が載置された搬送パレット７の位置決めを行うことができる。また、各耐熱カプラー１２ａ、１３ａ、１４ａ側にも、位置決め精度（寸法公差）を吸収できるフローティング機構が設けられており、密閉容器５の耐熱カプラー４４と無理なくドッキングできるように構成されている。なお、寸法公差は、例えば、±１〜２ｍｍ程度に設定することができる。

＜冷却機構＞
冷却機構３は、恒温室２から外部に搬送された密閉容器５に冷却ファンから冷風を吹き付けて冷却するためのものである。図１に示されるように、冷却機構３は、密閉容器５が載置された搬送パレット７を搬送可能なチェーン３０と、チェーン３０と噛み合う４つのスプロケット３２と、密閉容器５に向けて冷風を吹き出す冷却ファン（図示省略）と、その駆動機構等で構成されている。そして、各スプロケット３２を回転駆動させることにより、各スプロケット３２に噛み合うチェーン３０を任意の速度で移動させることができる。これにより、冷却機構３は、密閉容器５が載置された搬送パレット７をＸ方向に移動させるとともに、密閉容器５がチェーン３０上で冷却ファンからの冷風を浴びることにより、密閉容器５内に収容された処理材料６が冷却される。

＜密閉容器＞
図３〜図５に示されるように、密閉容器５は、処理材料６の乾燥に適した雰囲気環境を形成するためのものである。より具体的には、密閉容器５内が、窒素ガスで充たされたり、真空状態で維持されたり、密閉容器５内の温度が常温または高温で維持されたりする。

図３に示されるように、密閉容器５は、処理材料６がＺ方向に沿って収納される筒状部３４と、この筒状部３４の前面側及び背面側にそれぞれ設けられた一対の蓋部３５、３６とを有している。そして、筒状部３４と、蓋部３５、３６の内側と、後述するシャフト部３７の外周部３７ｂの外側に、密閉空間が形成されている。

また、密閉容器５は、筒状部３４の内部に設けられたシャフト部（保持部材）３７と、このシャフト部３７の前面側及び背面側において蓋部３５、３６をそれぞれ締結するための一対の締結部材３８、３９とを有している。また、密閉容器５は、シャフト部３７の前面側端部及び背面側端部にそれぞれ設けられた一対のサポート板４０、４１と、各サポート板４０、４１を支持するための台座４２と、各処理材料６を互いに隔離するように配置された各セパレータ４３と、密閉容器５の頂部に設置された耐熱カプラー４４とを有している。なお、シャフト部３７、サポート板４０、４１、台座４２及び各セパレータ４３は、高温加熱に適するものであれば、任意の材料を用いることができる。

図３〜図５に示されるように、シャフト部３７は、略円筒状に形成されており、内部空間（気体通路）３７ａと、各処理材料６と各セパレータ４３とが所定の間隔をおいて交互に介挿された外周部３７ｂとを有している。シャフト部３７の内部空間３７ａは、密閉容器５が恒温室２内に搬送されたときに、図３中の矢印で示す方向に恒温室２内の高温空気が通過可能となっている。このとき、高温空気からの熱伝達（熱輻射）によってシャフト部３７の外周部３７ｂが加熱され、加熱された外周部３７ｂからの熱伝導によって各セパレータ４３が加熱される。そして、加熱された各セパレータ４３からの熱輻射によって各処理材料６が加熱される。つまり、本実施形態では、内部空間３７ａ内を流れる高温の空気を利用して、外周部３７ｂから各処理材料６に至るまでの熱の伝導経路が形成されている。

また、処理材料６の乾燥処理工程において、各セパレータ４３に輻射を促進するための材料を貼付又は塗布しておくことが好ましい。この促進材料の具体例には、熱伝導及び熱輻射がともに優れた窒化アルミニウム及び炭化珪素等や、熱放射には優れるが、熱伝導率は低いジルコニア、アルミナ及びシリカ等を挙げることができる。

耐熱カプラー４４は、窒素ガス置換ユニット１５及び真空引きユニット１６のいずれかと接続可能であって、窒素ガス置換ユニット１５と接続されることによって密閉容器５の内部が窒素ガス（Ｎ_２）で加圧されるように変更可能であるとともに、真空引きユニット１６と接続されることによって密閉容器５の内部が真空状態になるように変更可能となっている。図３に示されるように、耐熱カプラー４４の上端には、自在継手を使用した接続部４４ａが設けられている。この接続部４４ａは、第１接続装置１２〜第３接続装置１４の恒温室２内に連通する各先端部に設けられた第１耐熱カプラー１２ａ〜第３耐熱カプラー１４ａのいずれかと着脱可能であって、各耐熱カプラー１２ａ〜１４ａのいずれかと接続されたときに開くとともに、この接続状態が解除されたときに閉じる構造となっている。

＜乾燥処理工程＞
以下では、本実施形態の乾燥処理装置における処理材料６の乾燥処理工程について、図６を参照しつつ説明する。図６は、搬送される密閉容器内の温度と圧力の変化を示している。この処理工程は、以下に示す搬入工程、乾燥工程及び冷却工程からなる。また、この処理工程では、恒温室２の内部が１５０℃で保たれており、冷却機構３は、密閉容器５に冷風を吹き付け可能な状態にセットされている。

また、各処理材料６は、シャフト部３７の外周部３７ｂに介挿された状態で密閉容器５内に配置されており、シャフト部３７に各蓋部３５、３６を締結することによって、密閉容器５の内部に密閉空間が形成されている。

また、この乾燥処理工程では、所定時間Ｔｆが経過するたびに、密閉容器５の搬送が開始される。従って、この所定時間Ｔｆには、搬送が開始された後で次のポジションに移動する移動時間と、移動先のポジションで停止している時間が含まれる。なお、この所定時間Ｔｆは、処理材料６の乾燥に必要な時間を考慮して変更してもよい。

（搬入工程）
まず、この搬入工程では、時刻ｔ０において、搬入機構１によって、密閉容器５が載置された搬送パレット７の搬送が開始され、密閉容器５が載置された搬送パレット７が１５０℃に保たれた恒温室２の内部に搬入される。

（乾燥工程）
次に、この乾燥工程では、時刻ｔ１において、恒温室２の内部に搬入された密閉容器５が載置された搬送パレット７は、位置決めストッパ１７ａによって第１真空ポジションＰ１で停止するとともに、密閉容器５の接続部４４ａが第１耐熱カプラー１２ａに接続される。そして、第１耐熱カプラー１２ａを介して、密閉容器５の耐熱カプラー４４と、真空引きユニット１６とが接続され、密閉容器５内の圧力が０気圧になるまで真空引きユニット１６による真空引きが行われる。

そして、真空引きが行われた後で、第１耐熱カプラー１２ａを介して、密閉容器５の耐熱カプラー４４と、窒素ガス置換ユニット１５とが接続され、窒素ガス置換ユニット１５から密閉容器５内部に１気圧の窒素ガスが供給される。この窒素ガスの供給は、密閉容器５内の温度が常温から１５０℃に昇温する前に行われる。そして、時刻ｔ０から所定時間Ｔｆが経過した時刻ｔ２において、密閉容器５の接続部４４ａと第１耐熱カプラー１２ａとの接続状態が解除され、密閉容器５が載置された搬送パレット７の搬送が開始される。

そして、時刻ｔ３において、密閉容器５が載置された搬送パレット７は、位置決めストッパ１７ｂによって第２真空ポジションＰ２で停止するとともに、密閉容器５の接続部４４ａが第２耐熱カプラー１３ａに接続される。この時刻ｔ３において、密閉容器５内の温度は１５０℃に到達している。そして、第２耐熱カプラー１３ａを介して、密閉容器５の耐熱カプラー４４と、真空引きユニット１６とが接続され、密閉容器５内の圧力が０気圧になるまで真空引きユニット１６による真空引きが行われる。そして、真空引きが行われた後で、第２耐熱カプラー１３ａを介して、密閉容器５の耐熱カプラー４４と、窒素ガス置換ユニット１５とが接続され、第２耐熱カプラー１３ａを介して、窒素ガス置換ユニット１５から密閉容器５内部に２気圧の窒素ガスが供給される。そして、時刻ｔ２から所定時間Ｔｆが経過した時刻ｔ４において、密閉容器５の接続部４４ａと第２耐熱カプラー１３ａとの接続状態が解除されて、密閉容器５が載置された搬送パレット７の搬送が開始される。

そして、時刻ｔ５において、密閉容器５が載置された搬送パレット７は、位置決めストッパ１７ｃによって第３真空ポジションＰ３で停止するとともに、密閉容器５の接続部４４ａが第３耐熱カプラー１４ａに接続される。そして、第３耐熱カプラー１４ａを介して、密閉容器５の耐熱カプラー４４と、真空引きユニット１６とが接続され、密閉容器５内の圧力が０気圧になるまで真空引きユニット１６による真空引きが行われる。そして、真空引きが行われた後で、第３耐熱カプラー１４ａを介して、密閉容器５の耐熱カプラー４４と、窒素ガス置換ユニット１５とが接続され、第３耐熱カプラー１４ａを介して、窒素ガス置換ユニット１５から密閉容器５内部に１気圧の窒素ガスが供給される。そして、時刻ｔ４から所定時間Ｔｆが経過した時刻ｔ６において、密閉容器５の接続部４４ａと第３耐熱カプラー１４ａとの接続状態が解除されて、密閉容器５が載置された搬送パレット７の搬送が開始される。

なお、本実施形態では、時刻ｔ１〜ｔ２において密閉容器５が第１真空ポジションＰ１で停止している停止時間Δｔ１、時刻ｔ３〜ｔ４において密閉容器５が第２真空ポジションＰ２で停止している停止時間Δｔ２、時刻ｔ５〜ｔ６において密閉容器５が第３真空ポジションＰ３で停止している停止時間Δｔ３は、いずれも、処理材料６の乾燥に必要な時間よりも短い。この乾燥工程では、密閉容器５が各真空ポジションＰ１〜Ｐ３で停止している停止時間Δｔ１〜Δｔ３の合計で、処理材料６の乾燥に必要な時間が確保されており、処理材料６を十分に乾燥させることができる。

（冷却工程）
最後に、この冷却工程では、時刻ｔ７において冷却機構３に搬送された密閉容器５に対して、冷却ファンから冷風が吹き付けられ、密閉容器５内の処理材料６が常温に達するまで冷却される。

[本実施形態の乾燥処理装置の特徴]
以上、本実施形態の乾燥処理装置１００では、恒温室２内において乾燥処理が終了すると、密閉容器５は恒温室２の外部へと搬送される。従って、従来の乾燥処理装置のように、処理材料を恒温室の外部へ取り出すために恒温室の内部を冷却する必要がなく、恒温室２の内部を高温に維持することができる。そのため、複数回の乾燥処理工程が連続して行われる場合でも、恒温室２内の温度を高温に維持できることから、処理材料６の乾燥処理工程に要する熱エネルギーを低減できる。

また、密閉容器５単位で気体状態を変更するものであるため、密閉容器５を小さくできる。よって、処理材料６が収容される密閉容器５を比較的薄い板厚の材料を用いて製作できる。従って、恒温室２内の全体の気体状態を変更する従来の乾燥処理装置と比べて、気体の消費量や、気体状態の変更に要するエネルギーを低減できる。

また、処理材料６の乾燥処理工程において、密閉容器５内を窒素で充填させることで、密閉容器５内に収容された処理材料６が、恒温室２内部の熱によって酸化することを防止できる。

また、処理材料６の乾燥処理工程において、恒温室２内で密閉容器５内を加熱して、密閉容器５内に収容した処理材料６を乾燥させるために、恒温室２内の温度を、密閉容器５内を真空状態で維持しない場合ほど高くする必要がない。従って、処理材料６の乾燥処理工程に要する熱エネルギーを低減できる。

また、処理材料６の乾燥処理工程において、密閉容器５が各真空ポジションＰ１〜Ｐ３で停止している停止時間Δｔ１〜Δｔ３のそれぞれは、処理材料６の乾燥に必要な時間よりも短いが、停止時間Δｔ１〜Δｔ３の合計で処理材料６の乾燥に必要な時間が確保されるので、処理材料６を十分に乾燥させることができる。

また、処理材料６の乾燥処理工程において、処理材料６が乾燥中に密閉容器５内に揮発分を生じさせるような材料であっても、第１真空ポジションＰ１において真空引きによって密閉容器５内から揮発分を抜き出すことができるとともに、引き続いて、第２真空ポジションＰ２や第３真空ポジションＰ３においても真空引きによって密閉容器５内から揮発分を抜き出すことができるので、密閉容器５内に揮発分が発生することによる密閉容器５内の圧力上昇を確実に防止し、所定の圧力状態（例えば、真空状態）に維持できる。

また、処理材料６の乾燥処理工程において、密閉容器５を第１真空ポジションＰ１から第３真空ポジションＰ３に向けて搬送しながら、密閉容器５内の圧力を変化させることができる。従って、処理材料６の圧力変化による耐久性の試験を行うことができる。また、処理材料６に含まれる蒸気分圧の異なる材料成分を、蒸発の順番を制御しながら蒸発させることができる。さらに、第１真空ポジションＰ１で水分が多量に蒸発することで、蒸発潜熱が奪われるために処理材料６の温度が低下する場合がある。この場合、温度の低下を早期に回復させるために密閉容器５内を加圧することで、密閉容器５内における気体密度を増加させることができるので、処理材料６に吸収される熱量を増加できる。

また、処理材料６の乾燥処理工程では、密閉容器５が１つずつ恒温室２内に搬送されるので、２つ以上の密閉容器５を同時に恒温室２内に配置した場合と比べて、恒温室２内で維持されている温度が熱損失によって大きく変化することを防止できる。

また、処理材料６の乾燥処理工程において、密閉容器５内に高温の窒素ガスを供給することで、この窒素ガスとの熱交換によって処理材料６を直接加熱することができるので、処理材料６をより早期に乾燥させることができる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上述した実施形態では、恒温室２の内部に３つの密閉容器５が収容され、恒温室２が３つの接続装置１２〜１４を有する例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されず、恒温室２の内部に収容可能な密閉容器の数や、恒温室２に設ける接続装置の数は変更できる。

上述した実施形態では、処理材料６として、リチウムイオンバッテリーの電極材を使用する例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されず、リチウムイオンバッテリー以外の電極材、あるいは、全く種類の異なる様々な試料を搭載できる。

上述した実施形態では、恒温室２の内部が１５０℃で保たれる例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されず、この温度は変更できる。

上述した実施形態では、密閉容器５を処理材料の真空乾燥処理に適用する例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されず、密閉容器５は処理材料の加圧熱処理や低温真空処理（フリーズドライ）や低温高圧処理等にも適用できる。

上述した実施形態では、処理材料６の乾燥処理工程において、密閉容器５内を窒素で充填する例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。密閉容器の用途に応じて、密閉容器内を酸素で充填した場合には、密閉容器内に収容された処理材料の熱酸化を促進させることができる。また例えば、密閉容器内を硫化ガスで充填した場合には、密閉容器内に収容された処理材料の腐食試験を行うことができる。

本発明を利用すれば、処理材料の乾燥処理工程に要する熱エネルギーを従来よりも低減できる乾燥処理装置を得ることができる。

１搬入機構
２恒温室
３冷却機構
５密閉容器
６処理材料
１２第１接続装置
１３第２接続装置
１４第３接続装置
１５窒素ガス置換ユニット
１６真空引きユニット
１７チェーン
１９スプロケット
４５ヒータ
４６送風手段
４７冷却手段
１００乾燥処理装置

Claims

処理材料を収容した複数の密閉容器を内部に配置可能な恒温室と、
前記恒温室内の前記密閉容器を前記恒温室の外部へ搬送する搬送機構とを備え、
前記恒温室は、
前記密閉容器内の気体状態を変更するための気体状態変更手段と、
前記密閉容器内の温度を調節するための温度調節手段とを有し、
前記気体状態変更手段は、前記恒温室の複数のポジションに設けられ、各ポジションにおいて、前記密閉容器内を真空に制御した後、当該密閉容器内を加圧するものであり、
前記温度調整手段は、前記恒温室内の空気を加熱することにより、前記密閉容器内部を外部から加熱するものであることを特徴とする乾燥処理装置。
前記気体状態変更手段は、真空引きユニットと気体置換ユニットとを有しており、
前記真空引きユニットおよび前記気体置換ユニットは、それらのいずれかが前記密閉容器と接続されるものであり、前記真空引きユニットと前記密閉容器とが接続された場合には、前記密閉容器の真空引きが行われ、前記気体置換ユニットと前記密閉容器とが接続された場合には、前記密閉容器内の気体の種類を変更可能であることを特徴とする請求項１に記載の乾燥処理装置。
前記気体置換ユニットは、前記密閉容器内に窒素ガスを供給するものであることを特徴とする請求項２に記載の乾燥処理装置。
前記搬送機構によって前記恒温室の外部へ搬送された前記密閉容器を冷却する冷却機構を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の乾燥処理装置。