JP6775186B2 - 粗面化処理を施したアルミ箔の乾燥方法及び乾燥炉 - Google Patents
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Description
本発明は、アルミ電解コンデンサー等の製造に用いられ、表面に粗面化処理が施された後、水洗いされるアルミ箔に付着した洗浄水の乾燥方法及び乾燥炉に関する。
従来の乾燥装置は、粗面化処理を施したアルミ箔に付着した電解液を洗浄した後、アルミ箔を乾燥装置に移送し、電気炉、ガス炉、温風炉等によりアルミ箔を加熱してアルミ箔表面に付着する洗浄水及び粗面化処理により生じたアルミ箔表面の浸食部に残存する洗浄水の乾燥を共におこなうものであった（例えば、下記特許文献参照）。このように、アルミ箔の温度を上昇させ乾燥させる方式を、本明細書では空気加熱方式と呼ぶ。
先行技術文献には粗面化処理を施したアルミ箔の乾燥に遠赤外線を用いる記載がない。
しかしながら、水洗後のアルミ箔は、表面全体を覆うように水が付着している状態である。従来の乾燥炉による空気加熱方式では、アルミ箔表面に付着する水の蒸発熱でアルミ箔の温度が低下するため、アルミ箔が乾燥に必要な温度に達するまでに長時間の加熱を必要としていた。
また、蒸発した水分が炉内に留まるため、長期間の炉の運転によって水分による炉の汚損が発生していた。
本発明に係る乾燥方法は、アルミ電解コンデンサー等の製造において、粗面化処理を施したアルミ箔の表面に付着した洗浄水を乾燥するために、遠赤外線によってアルミ箔表面に付着した洗浄水を直接加熱し洗浄水を蒸発させる第一の工程と、第一の工程に引き続き、粗面化処理を施したアルミ箔の浸食部に残存する洗浄水を空気加熱方式により乾燥させる第二の工程とを有するアルミ箔の乾燥方法である。
また、本発明に係る乾燥炉は、前記第一の工程において用いられる乾燥炉において、遠赤外線ヒータを有する。この遠赤外線ヒータによって、水の最大吸収波長である３μｍ近傍の波長の輻射を生ぜしめ、これにより、アルミ箔表面に付着した洗浄水を、アルミ箔からの熱伝導ではなく、直接加熱することを可能にする。
好ましくは、本発明に係る乾燥炉は洗浄水を直接加熱することによって発生する水蒸気を炉外部に排出する構造を有する。
本発明によれば、上記第一の工程でアルミ箔の表面に存在する比較的多量の洗浄水を直接加熱することにより効率良く蒸発除去させ、その後上記第二の工程にアルミ箔を移送してアルミ箔の浸食部を、アルミ箔自体の温度を上昇させることにより乾燥する。そのため、上記第二の工程において表面に存在する洗浄水の蒸発熱によりアルミ箔の温度が低下することなく必要温度を得ることが可能となり、乾燥処理時間を短縮することができる。
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。本実施例においては、空気加熱方式による乾燥炉（上記第二の工程）の直前に、遠赤外線ヒータを有する前処理機構（上記第一の工程）を接続することで、本発明の機能を実現するものである。
図１ないし図３において、１はアルミ箔であり、アルミ純度９９．９９％、幅５００ｍｍ、厚み０．２ｍｍでロール状に巻いてあり、表面に粗面化処理が施されている。
粗面化処理をおこなったアルミ箔１は陽酸化被膜処理が施されアルミ箔１に絶縁薄膜を形成させている。 図３はこのような処理後のアルミ箔１の断面を模式的に表したアルミ箔浸食部の説明図であり、アルミ箔１表面には微細な浸食部８が多数形成されている。
図１、図２において、ロールから巻き戻されたアルミ箔１は、洗浄水６により表面及び浸食部８に存在する陽酸化被膜処理液が除去される。
洗浄水６により付着した陽酸化被膜処理液が除去されたアルミ箔１は、前処理機構４に移送され、遠赤外線ヒータ５によりアルミ箔１の表面に付着した洗浄水を加熱して乾燥する。 使用する遠赤外線ヒータ５の輻射波長は、洗浄水６の最大吸収波長である３μｍ近辺であることが望ましい。
ここで、その根拠を説明する。渡辺敦夫、清水賢による論文、“食品工業における電磁波の知用（１）”（化学技術誌ＭＯＬ、ｐｐ１２０−１２８、昭和６３年２月）には、水の赤外線吸収波長依存性が記載されている。これは、水の吸収波長に関し、水層の厚さ変化による吸収波長の変化が記述されているものである。これによれば、波長３μｍを中心とし±０．２μｍでの吸収率が高く、これに対応する温度は、“ウィーンの変位側”（黒体からの輻射のピークの波長が温度に反比例する法則）より
λｍ＝（３±０．２）μｍ＝２．８９６／（Ｔ±２７３）より
Ｔ＝６３２℃≦Ｔ≦７６１℃が求められる。
よって使用する発熱体の温度は、この温度範囲内またはこの近傍であることが望ましく、更に遠赤外線ヒータの発熱温度と消費電力が比例することから電力消費量が少なくなる、６３２℃近傍に遠赤外線ヒータの発熱温度を設定することが望ましい。
λｍ＝（３±０．２）μｍ＝２．８９６／（Ｔ±２７３）より
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よって使用する発熱体の温度は、この温度範囲内またはこの近傍であることが望ましく、更に遠赤外線ヒータの発熱温度と消費電力が比例することから電力消費量が少なくなる、６３２℃近傍に遠赤外線ヒータの発熱温度を設定することが望ましい。
本実施例では旭電熱製作所製遠赤外線ヒータ：石英管（定格１２７Ｖ／１．２ＫＷ）をアルミ箔１の送り方向に対し直角に交わる方向に上部１本、下部２本の計３本用い、遠赤外線ヒータ表面温度は６３０℃となるように設定した。前処理機構４の内部温度は３００℃、アルミ箔１の表面温度は４００℃である。
このような構成によれば、アルミ箔１の表面に付着した洗浄水を直接加熱して蒸発・乾燥するため、前処理機構４はその内部温度を高温に保つ必要がない。したがって、本来ならば内部温度低下の原因となる水蒸気の排出口７を設けることが可能となる。
本実施例では、排出口７は前処理機構４の上面に形成し、アルミ箔１の送り方向に対し直角方向に長さ５００ｍｍ、幅２０ｍｍのスリット状とした。これにより、アルミ箔１の表面に付着した洗浄水を加熱した際に発生する水蒸気は、排出口７から効果的に排出される。
アルミ箔１の表面を乾燥した後、アルミ箔１を本体機構２に移送して、粗面化処理により生じた浸食部８の乾燥をおこなう。
本体機構２は、シーズヒータ３を用いて、空気加熱方式でアルミ箔１を加熱して、本体機構２の内部温度を５７０℃とし、アルミ箔１の浸食部８に残存する洗浄液を蒸発させ乾燥する。本体機構２内部の加熱には富岡産業株式会社製シーズヒータ：インコロイ８００（定格１２７Ｖ／７５０Ｗ）を使用し、アルミ箔１の送り方向に対して直角となる方向に上下９本ずつ、計１８本使用した。シーズヒータの温度は８００℃に設定した。
本実施例ではアルミ箔１の表面に付着した洗浄水は前処理機構４により予め乾燥させる。そのため、本体機構２でアルミ箔１を加熱する際、従来例でのようにアルミ箔１の表面に付着する洗浄水が蒸発する際の蒸発熱による温度低下が生じない。したがって、必要な温度を維持することが容易に可能となり、アルミ箔１の乾燥時間の短縮を図ることができる。
本実施例の乾燥炉では、従来のアルミ箔１の移送速度１．０ｍ／ｍｉｎを、２．０ｍ／ｍｉｎに上昇させることが可能となり、単位長あたりの使用電力を２０％減少させることが可能となる。
また、本実施例では前処理機構４において排出口７により水蒸気が排出されているので、長期間の運転においても本体機構２の内部が水分で汚損されることがない。
なお、排出口７の形状としては、上述したスリット状以外でも、連続する複数の開口部からなるものであっても良い。
また、本体機構２と前処理機構４は、一体となった構造であっても、分離された構造であっても良い。
１ アルミ箔、 ２ 本体機構、 ３ シーズヒータ、 ４ 前処理機構
５ 遠赤外線ヒータ、 ６ 洗浄水、 ７ 排出口、 ８ 浸食部
５ 遠赤外線ヒータ、 ６ 洗浄水、 ７ 排出口、 ８ 浸食部
Claims (3)
- アルミ電解コンデンサーに用いられる粗面化処理を施したアルミ箔を水洗後乾燥させるための乾燥炉であり、アルミ箔の表面全体に付着した洗浄水を、水の最大吸収波長に近似する輻射波長を有する赤外線の照射によって直接加熱して蒸発させる赤外線ヒーターを有する第一の乾燥機構と、第一の乾燥機構からアルミ箔が移送される第二の乾燥機構とから構成され、第二の乾燥機構は、シーズヒータを用いて、第二の乾燥機構の内部を加熱することにより空気加熱方式でアルミ箔を加熱して、アルミ箔の粗面化処理により生じた浸食部内の洗浄水を加熱し蒸発させる乾燥炉。
- 請求項１において、アルミ箔の表面に付着した洗浄水が、第一の乾燥機構により加熱され生じる水蒸気を炉外に自然排出する構造を有する乾燥炉。
- アルミ電解コンデンサーに用いられる粗面化処理を施したアルミ箔を洗浄水で洗浄した後、第一の乾燥機構に移送し、アルミ箔表面に付着した洗浄水を水の最大吸収波長に近似する輻射波長を有する遠赤外線ヒータにより直接加熱して蒸発させる第一の乾燥工程と、第一の乾燥工程を経たアルミ箔を第二の乾燥機構に移送して、シーズヒータを用いて、第二の機構の内部を加熱することにより空気加熱方式でアルミ箔を加熱して、アルミ箔の粗面化処理により生じた浸食部内の洗浄水を加熱し蒸発させる第二の乾燥工程を有する乾燥方法。
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