JPWO2013111647A1 - Drying furnace unit and drying furnace - Google Patents
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Abstract
乾燥炉ユニット10は、炉体12と、搬送通路14と、第1及び第2通気口21a,22aを有するパイプ構造体20と、熱風発生機26と、排気ブロワ28と、風向切替バルブ30とを備えている。風向切替バルブ30は、第1及び第2バルブ31,32で構成されている。この第1及び第2バルブ31,32を切り替えることにより、熱風発生機26により発生された熱風を第1通気口21aから第2通気口22aへ流すか、第2通気口22aから第1通気口21aへ流すかを切り替える。The drying furnace unit 10 includes a furnace body 12, a transfer passage 14, a pipe structure 20 having first and second vent holes 21a and 22a, a hot air generator 26, an exhaust blower 28, and a wind direction switching valve 30. It has. The air direction switching valve 30 includes first and second valves 31 and 32. By switching the first and second valves 31 and 32, hot air generated by the hot air generator 26 flows from the first vent 21a to the second vent 22a, or from the second vent 22a to the first vent. Switch to 21a.
Description
本発明は、乾燥炉ユニット及び乾燥炉に関する。 The present invention relates to a drying furnace unit and a drying furnace.
従来より、スラリーが塗布されたシートを乾燥するための乾燥炉が知られている。例えば、特許文献1には、搬入口と搬出口とを有する乾燥ゾーンを所定方向に沿って4つ連なるように連結した乾燥炉が開示されている。各乾燥ゾーンの天板には、給気口と排気口とが設けられている。そして、各給気口には空気を強制的に供給する給気手段が取り付けられ、各排気口には空気を強制的に排出する排気手段が取り付けられている。この乾燥炉では、各乾燥ゾーンにおける空気の流れは、シートの搬送方向と同一かつ平行になるようにしている。この空気の流れは、シートの搬送方向と反対方向にしてもよいが、蒸発した有機溶剤の除去を効率的に行うためには、空気の流れをシートの搬送方向と同一かつ平行にすることが好ましいと説明されている。 Conventionally, a drying furnace for drying a sheet coated with a slurry is known. For example, Patent Document 1 discloses a drying furnace in which four drying zones each having a carry-in port and a carry-out port are connected in a predetermined direction. The top plate of each drying zone is provided with an air supply port and an exhaust port. An air supply means for forcibly supplying air is attached to each air supply opening, and an exhaust means for forcibly discharging air is attached to each exhaust opening. In this drying furnace, the air flow in each drying zone is made to be the same and parallel to the sheet conveying direction. This air flow may be opposite to the sheet conveyance direction, but in order to efficiently remove the evaporated organic solvent, the air flow should be the same and parallel to the sheet conveyance direction. Preferred is described.
しかしながら、上述の乾燥炉では、各乾燥ゾーンにおいて空気の流れを自由に変更するという技術思想は記載も示唆もなされていない。すなわち、給気口には給気手段が取り付けられ、排気口には排気手段が取り付けられているため、空気の流れは給気口から排気口へ向かう方向に固定される。空気の流れを逆にするには、給気口に排気手段を取り付け、排気口に給気手段を取り付けることになるが、そうすると空気の流れは排気口から給気口へ向かう方向に固定される。このため、空気の流れを自由に変更することはできない。 However, in the above-described drying furnace, the technical idea of freely changing the air flow in each drying zone is neither described nor suggested. In other words, since the air supply means is attached to the air supply port and the exhaust means is attached to the exhaust port, the air flow is fixed in the direction from the air supply port to the exhaust port. In order to reverse the air flow, the exhaust means is attached to the air supply port, and the air supply means is attached to the exhaust port. Then, the air flow is fixed in the direction from the exhaust port to the air supply port. . For this reason, the flow of air cannot be changed freely.
本発明は、空気の流れを自由に変更することのできる乾燥炉ユニット及びその乾燥炉ユニットにより構成される乾燥炉を提供することを主目的とする。 The main object of the present invention is to provide a drying furnace unit that can freely change the flow of air and a drying furnace constituted by the drying furnace unit.
本発明の乾燥炉ユニットは、
炉体と、
前記炉体を所定方向に貫通するように設けられ、少なくとも片面にスラリーが塗布されたシートが前記所定方向に搬送される搬送通路と、
前記シートのスラリー塗布面に沿って雰囲気ガスが流れるように前記搬送通路の両端にそれぞれ設けられた第1及び第2通気口と、
前記第1通気口及び前記第2通気口に接続された送風供給手段と、
前記第1通気口から前記第2通気口へ前記シートの塗布面に沿って前記送風供給手段からの送風を流すか、前記第2通気口から前記第1通気口へ前記シートの塗布面に沿って前記送風供給手段からの送風を流すかを切り替える風向切替手段と、
を備えたものである。The drying oven unit of the present invention is
A furnace body;
A transport passage that is provided so as to penetrate the furnace body in a predetermined direction, and a sheet coated with slurry on at least one side is transported in the predetermined direction;
First and second vent holes respectively provided at both ends of the transport passage so that atmospheric gas flows along the slurry application surface of the sheet;
Air supply means connected to the first vent and the second vent;
Air from the air supply means is flowed from the first vent to the second vent along the application surface of the sheet, or along the application surface of the sheet from the second vent to the first vent. Wind direction switching means for switching whether to send air from the air supply means;
It is equipped with.
この乾燥炉ユニットでは、風向切替手段を切り替えることにより、第1通気口から第2通気口へシートの塗布面に沿って送風供給手段からの送風を流すか、逆に、第2通気口から第1通気口へシートの塗布面に沿って送風供給手段からの送風を流すかを設定することができる。つまり、風向切替手段を切り替えることにより雰囲気ガスの流れを自由に変更することができる。 In this drying furnace unit, by switching the air direction switching means, the air is supplied from the air supply means along the coating surface of the sheet from the first vent to the second vent, or conversely, the second vent is connected to the second vent. It is possible to set whether to send the air from the air supply means to the one air vent along the sheet application surface. That is, the atmosphere gas flow can be freely changed by switching the wind direction switching means.
なお、送風供給手段は、熱風(例えば60〜150℃)を供給してもよいし、冷風(例えば常温とか40〜50℃)を供給してもよい。また、雰囲気ガスとしては、特に限定するものではないが、例えば空気や不活性ガス(窒素など)が挙げられる。 In addition, a ventilation supply means may supply hot air (for example, 60-150 degreeC), and may supply cold air (for example, normal temperature or 40-50 degreeC). The atmosphere gas is not particularly limited, and examples thereof include air and an inert gas (such as nitrogen).
本発明の乾燥炉ユニットは、前記搬送通路のうち前記シートの塗布面に対向する位置に設けられた赤外線ヒーターを備えることが好ましい。こうすれば、送風だけでスラリー塗布面を乾燥するのが困難な場合には、赤外線ヒーターを併用することにより短時間でスラリー塗布面を乾燥することができる。こうした赤外線ヒーターとしては、例えば、フィラメントの外周が3.5μmを超える波長の赤外線を吸収するフィルタとして機能する複数の管によって同心円状に覆われ、これらの複数の管の間に赤外線ヒーターの表面温度の上昇を抑制する冷却流体の流路を形成したもの(特許第4790092号参照)を用いてもよい。 The drying furnace unit of the present invention preferably includes an infrared heater provided at a position facing the coating surface of the sheet in the conveyance path. In this way, when it is difficult to dry the slurry application surface only by air blowing, the slurry application surface can be dried in a short time by using an infrared heater together. As such an infrared heater, for example, the outer circumference of the filament is concentrically covered by a plurality of tubes functioning as a filter that absorbs infrared rays having a wavelength exceeding 3.5 μm, and the surface temperature of the infrared heater is between these tubes. In this case, a cooling fluid flow path that suppresses the increase in the temperature (see Japanese Patent No. 4790092) may be used.
本発明の乾燥炉ユニットは、前記送風供給手段の風量を調節する風量調節手段を備えることが好ましい。こうすれば、送風の風向だけでなく風量も自由に変更することができる。 The drying furnace unit of the present invention preferably includes an air volume adjusting means for adjusting the air volume of the air supply means. If it carries out like this, not only the wind direction of ventilation but the air volume can be changed freely.
本発明の乾燥炉ユニットにおいて、前記シートは、両面にスラリーが塗布されたものであり、前記第1及び第2通気口は、各スラリー塗布面に対応して設けられていてもよい。こうすれば、両面にスラリーが塗布されたシートを両面同時に乾燥することができるため、片方ずつ乾燥する場合に比べて時間が短縮される。その結果、生産効率が上がる。 In the drying furnace unit of the present invention, the sheet may be one in which slurry is applied to both surfaces, and the first and second vent holes may be provided corresponding to each slurry application surface. In this way, the sheet coated with the slurry on both sides can be dried at the same time, so the time is shortened compared to the case of drying one by one. As a result, production efficiency increases.
本発明の乾燥炉は、上述した乾燥炉ユニットを、各搬送通路が前記所定方向に沿って連なるように複数連結したものである。 The drying furnace of the present invention is a unit in which a plurality of the above-described drying furnace units are connected so that each transport passage is continuous along the predetermined direction.
この乾燥炉では、各乾燥炉ユニットの風向切替手段を切り替えることにより、各乾燥炉ユニットごとに雰囲気ガスの流れを自由に変更することができる。例えば、隣り合う乾燥炉ユニットの送風の流れを同じ方向にしたり逆方向にしたりすることができる。また、逆方向にする場合、送風の流れが衝突するようにしたり、送風の流れが離れていくようにしたりすることができる。 In this drying furnace, the flow of the atmospheric gas can be freely changed for each drying furnace unit by switching the air direction switching means of each drying furnace unit. For example, the flow of the air flow between adjacent drying furnace units can be the same direction or the reverse direction. Moreover, when making it a reverse direction, the flow of ventilation can be made to collide or the flow of ventilation can be separated.
本発明の乾燥炉において、前記複数の乾燥炉ユニットのうち両端に配置された乾燥炉ユニットは、前記風向切替手段によって送風の風向が外から内へ向かうように設定されていてもよい。こうすれば、乾燥炉の一端に配置された乾燥炉ユニットの搬送通路からも他端に配置された乾燥炉ユニットの搬送通路からも送風が吹き出しにくくなる。その結果、乾燥炉が設置されている部屋の環境を良好に維持することができる。 The drying furnace of this invention WHEREIN: The drying furnace unit arrange | positioned at both ends among these drying furnace units may be set so that the wind direction of ventilation may go to the inside from the outside by the said wind direction switching means. If it carries out like this, ventilation will become difficult to blow out from the conveyance path of the drying furnace unit arrange | positioned at the other end also from the conveyance path of the drying furnace unit arrange | positioned at one end of a drying furnace. As a result, the environment of the room in which the drying furnace is installed can be favorably maintained.
本発明の乾燥炉は、各乾燥炉ユニットにおいてスラリーから蒸発した溶媒蒸発量を検出する検出手段と、連続する複数の乾燥炉ユニットについて前記溶媒蒸発量が所定値を超えたときには、該複数の乾燥炉ユニットの送風の風向が同じ方向となるよう前記風向切替機構を制御する制御手段と、を備えていてもよい。連続する複数の乾燥炉ユニットの溶媒蒸発量が所定値を超えている場合、それらの乾燥炉ユニットの送風の風向を逆向きにしたとすると、雰囲気ガスの流れが淀む箇所が生じ、そこに蒸発した溶媒が溜まってしまうことがある。しかし、ここでは、それらの乾燥炉ユニットの送風の風向を同じ方向となるように制御するため、蒸発した溶媒が溜まってしまう箇所が生じにくい。 The drying furnace of the present invention includes a detecting means for detecting the amount of solvent evaporated from the slurry in each drying furnace unit, and when the amount of solvent evaporation exceeds a predetermined value for a plurality of continuous drying furnace units, Control means for controlling the wind direction switching mechanism so that the wind direction of the air blown from the furnace unit is the same direction. If the solvent evaporation amount of a plurality of continuous drying furnace units exceeds a predetermined value, assuming that the air flow direction of those drying furnace units is reversed, a place where the flow of the atmospheric gas stagnates is generated and evaporated there The accumulated solvent may accumulate. However, since the airflow direction of these drying furnace units is controlled to be the same in this case, the location where the evaporated solvent accumulates is unlikely to occur.
次に、本発明の好適な一実施形態について、図面を用いて説明する。図1は乾燥炉ユニット10の縦断面図、図2は赤外線ヒーター36の縦断面図、図3は図2のA−A断面図である。
Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a longitudinal sectional view of the
乾燥炉ユニット10は、炉体12と、搬送通路14と、第1及び第2通気口21a,22aを有するパイプ構造体20と、熱風発生機26と、排気ブロワ28と、風向切替バルブ30と、赤外線ヒーター36とを備えている。
The
炉体12は、略直方体に形成された断熱構造体であり、前端面12a及び後端面12bにそれぞれ開口14a,14bを有している。この炉体12は、前端面12aから後端面12bまでの長さが2〜6mである。
The
搬送通路14は、開口14aから開口14bに至る通路であり、炉体12を水平方向に貫通している。片面にスラリーが塗布されたシート60は、この搬送通路14を通過していく。具体的には、シート60は、スラリーが塗布された面(スラリー塗布面)62を上にして、開口14aから搬入され、炉体12の内部を水平方向に進行し、開口14bから搬出される。
The
パイプ構造体20は、炉体12の天井のうち前端面12aに近い箇所で上下方向に貫通する第1パイプ部21と、炉体12の天井のうち後端面12bに近い箇所で上下方向に貫通する第2パイプ部22と、第1パイプ部21の上端と第2パイプ部22の上端とを繋ぐ第3パイプ部23と、第1パイプ部21の中間位置と第2パイプ部22の中間位置とを繋ぐ第4パイプ部24とを備えている。つまり、第3パイプ部23と第4パイプ部24は、第1パイプ部21と第2パイプ部22を並列的に繋ぐ通路となっている。第1パイプ部21は、炉体12の内部で屈曲されて下端近傍が水平方向を向くように加工されている。このため、第1パイプ部21の下端開口である第1通気口21aは、後端面12bに向かって開いた状態となっている。また、第2パイプ部22は、炉体の内部で屈曲された下端近傍が水平方向を向くように加工されている。このため、第2パイプ部22の下端開口である第2通気口22aは、前端面12aに向かって開いた状態となっている。そして、第1通気口21aと第2通気口22aとは、互いに向かい合うように設けられている。高さは異なっていても良いが、通常は同じになるように設けられる場合が多い。このため、第1及び第2通気口21a,22aの一方から流出した空気はもう一方へ流入するが、そのときの空気の流れはシート60のスラリー塗布面62に沿った方向となる。
The
熱風発生機26は、第4パイプ部24に取り付けられており、熱風を第4パイプ部24の内部へ供給するものである。この熱風発生機26は、風量の調節が可能となっている。
The
排気ブロワ28は、第3パイプ部23に取り付けられており、第3パイプ部23の内部の気体を外部へ排出する機能を有する。この排気ブロワ28も、風量の調節が可能となっている。
The
風向切替バルブ30は、第1パイプ部21と第4パイプ部24との繋ぎ目に設けられた第1バルブ31と、第2パイプ部22と第4パイプ部24との繋ぎ目に設けられた第2バルブ32とを備えている。第1バルブ31は、第1パイプ部21と第4パイプ部24とを連通すると共に第1パイプ部21と第3パイプ部23との連通を遮断する位置(図1の実線参照、給気位置という)と、第1パイプ部21と第4パイプ部24との連通を遮断すると共に第1パイプ部21と第3パイプ部23とを連通する位置(図1の点線参照、排気位置)のいずれかに切り替えられるものである。第2バルブ32は、第2パイプ部22と第4パイプ部24との連通を遮断すると共に第2パイプ部22と第3パイプ部23とを連通する位置(図1の実線参照、排気位置という)と、第2パイプ部22と第4パイプ部24とを連通すると共に第2パイプ部22と第3パイプ部23との連通を遮断する位置(図1の点線参照、給気位置という)のいずれかに切り替えられるものである。各バルブ31,32は、手動で切り替えるようにしてもよいし、電磁ソレノイドなどを利用して電気的に切り替えるようにしてもよい。さらには、図示はしていないが、各パイプ間には排気の一部を給気の一部に補填するような循環用の配管系統が付加されてもよい。
The air
赤外線ヒーター36は、炉体12の天井近くに複数取り付けられている。各赤外線ヒーター36の長手方向は、搬送方向と直交するように取り付けられている。赤外線ヒーター36は、図2及び図3に示すように、フィラメント38を内管40が囲むように形成されたヒーター本体42と、このヒーター本体42を囲むように形成された外管44と、外管44の両端に気密に嵌め込まれた有底筒状のキャップ46と、ヒーター本体42と外管44との間に形成され冷却流体が流通可能な流路48とを備えている。フィラメント38は、700〜1200℃に通電加熱され、波長が3μm付近にピークを持つ赤外線を放射する。このフィラメント38に接続された電気配線38aは、キャップ46に設けられた配線引出部46aを介して気密に外部へ引き出されている。内管40は、石英ガラスやホウ珪酸クラウンガラスなどで作製されており、3.5μm以下の波長の赤外線を通過し、3.5μmを超える波長の赤外線を吸収するフィルタとして機能する。ヒーター本体42は、両端がキャップ46の内部に配置されたホルダー50に支持されている。外管44は、内管40と同様、石英ガラスやホウ珪酸クラウンガラスなどで作製されており、3.5μm以下の波長の赤外線を通過し、3.5μmを超える波長の赤外線を吸収するフィルタとして機能する。各キャップ46は、流体出入口46bを有している。流路48は、一方の流体出入口46bから他方の流体出入口46bへ冷却流体が流れるようになっている。流路48を流れる冷却流体は、例えば空気や不活性ガスなどであり、内管40と外管44に接触して熱を奪うことにより各管40,44を冷却する。こうした赤外線ヒーター36は、フィラメント38から波長が3μm付近にピークを持つ赤外線が放射されると、そのうち3.5μm以下の波長の赤外線は内管40や外管44を通過して搬送通路を通過するシート60のスラリー塗布面62に照射される。この波長の赤外線は、シート60のスラリー塗布面62に含まれる有機溶剤の水素結合を切断する能力に優れるといわれており、効率的に有機溶剤を蒸発させることができる。一方、内管40や外管44は、3.5μmを超える波長の赤外線を吸収するが、流路48を流れる冷却流体によって冷却されるため、スラリー塗布面62から蒸発する有機溶剤の着火点未満の温度に維持することが可能である。
A plurality of
こうした赤外線ヒーター36は、炉体12の天井近くの反射板に設けられたアーチ状窪み部52の内部空間に配置されている。アーチ状窪み部52は、赤外線ヒーター36と同様、搬送方向と直交する方向に延びるように形成され、断面形状がパラボラ、楕円の弧、円弧等の曲線形状となっており、その焦点もしくは中心位置に赤外線ヒーター36が配置されている。その結果、赤外線ヒーター36から発せられた3.5μm以下の波長の赤外線は、アーチ状窪み部52で反射され、効率的にスラリー塗布面62へ照射される。
Such an
次に、乾燥炉ユニット10の風向切替について説明する。図4は乾燥炉ユニット10の風向切替の説明図であり、(a)は熱風が第1通気口21aから第2通気口22aへ流れるとき、(b)は熱風が第2通気口22aから第1通気口21aへ流れるときの説明図である。
Next, the air direction switching of the drying
熱風を第1通気口21aから第2通気口22aへ流す場合、図4(a)に示すように、第1バルブ31を給気位置、第2バルブ32を排気位置にセットする。具体的には、第1バルブ31を、第1パイプ部21と第4パイプ部24とを連通すると共に第1パイプ部21と第3パイプ部23との連通を遮断する位置にセットする。また、第2バルブ32を、第2パイプ部22と第4パイプ部24との連通を遮断すると共に第2パイプ部22と第3パイプ部23とを連通する位置にセットする。すると、熱風発生機26から第4パイプ部24へ供給された熱風は、第1パイプ部21を通って第1通気口21aから吹き出される。一方、排気ブロワ28は、第2通気口22a、第2パイプ部22を介して第3パイプ部23から気体を排気する。その結果、炉体12の内部には、熱風が第1通気口21aから第2通気口22aへ流れる。
When flowing hot air from the
熱風を第2通気口22aから第1通気口21aへ流す場合、図4(b)に示すように、第2バルブ32を給気位置、第1バルブ31を排気位置にセットする。具体的には、第2バルブ32を、第2パイプ部22と第4パイプ部24とを連通すると共に第2パイプ部22と第3パイプ部23との連通を遮断する位置にセットする。また、第1バルブ31を、第1パイプ部21と第4パイプ部24との連通を遮断すると共に第1パイプ部21と第3パイプ部23とを連通する位置にセットする。すると、熱風発生機26から第4パイプ部24へ供給された熱風は、第2パイプ部22を通って第2通気口22aから吹き出される。一方、排気ブロワ28は、第1通気口21a、第1パイプ部21を介して第3パイプ部23から気体を排気する。その結果、炉体12の内部には、熱風が第2通気口22aから第1通気口21aへ流れる。
When flowing hot air from the
次に、こうした乾燥炉ユニット10を、各搬送通路14が水平方向に沿って一直線に連なるように複数連結した乾燥炉70について説明する。図5は乾燥炉70の説明図、図6は蒸発曲線と乾燥炉70を構成する各乾燥炉ユニット10の風向との関係を示す説明図である。
Next, a description will be given of a drying
乾燥炉70は、図5に示すように、隣接する乾燥炉ユニット10につき、一方の前端面12aと他方の後端面12bとをボルトにより連結したものである。このとき、一方の前端面12aの開口14aと他方の後端面12bの開口14bとは、図示しないパッキンにより気密が保持されている。パッキンの材質は、有機溶剤に耐えられるものであればよく、例えばポリテトラフルオロエチレンなどが挙げられる。パッキン18のシール性がよければ、ボルト連結を省略してもよい。また、乾燥炉70は、乾燥炉設置室に設置されているが、排気ブロワ28は、乾燥炉設置室の外部に設置されていることもある。室内に設置されていたとしてもブロア出口と建物外部への排気口はダクトで接続されるため、排気ブロワ28からの排気が乾燥炉設置室に放出されることはない。
As shown in FIG. 5, the drying
いま、図6のように、7つの乾燥炉ユニット10を連結して乾燥炉70を構成したとする。便宜上、各乾燥炉ユニット10を左から順に乾燥炉ユニットU1,乾燥炉ユニットU2,……,乾燥炉ユニットU7と称することとする。シート60は、乾燥炉70の左端に配置されたロール72から巻き外され、乾燥炉70に搬入される直前に図示しないコーターによって上面にスラリーが塗布され、乾燥炉ユニットU1の開口14aを通って乾燥炉70内へ搬入される。その後、シート60は、各乾燥炉ユニットU1〜U7を通過することによりスラリー塗布面62から有機溶剤が蒸発し、その蒸発した有機溶剤が排気ブロワ28によって外部へ排出され、最終的に乾燥炉ユニットU7の開口14bから搬出され、乾燥炉70の右端に設置されたロール74に巻き取られる。スラリー塗布面62から有機溶剤が蒸発するのは、赤外線ヒーター36から照射される赤外線と熱風発生機26から供給される熱風の作用による。
Now, as shown in FIG. 6, it is assumed that a drying
ところで、予めこうした乾燥炉70を用いてスラリー塗布面62を有するシート60を乾燥した場合の数値シミュレーションを行い、得られた蒸発曲線が図6に示すプロファイルを持つものだったとする。この蒸発曲線は、シート60が乾燥炉ユニットU1に搬入された直後はシート温度が十分上昇していないため有機溶剤の蒸発量が少なく、その後、乾燥炉ユニットU2から乾燥炉ユニットU4までは蒸発量が非常に大きくなり、乾燥炉ユニットU5以降では有機溶剤のほぼ全量が蒸発してしまった後であるため蒸発量が少なくなっている。この蒸発曲線において、点線で示した蒸発量の閾値を超えている複数の乾燥炉ユニットU2〜U4では、熱風の風向をすべて同じに揃えておかないと、溶剤溜まりが発生するおそれがある。すなわち、乾燥炉ユニットU2〜U4において熱風の風向が他のユニットと異なるものが存在した場合、その熱風の風向が異なる箇所(例えば熱風同士が衝突する箇所もしくは離れていく箇所)で空気の流れが淀む箇所が生じ、そこに蒸発した溶媒が溜まってしまうことがある。しかし、ここでは、それらの乾燥炉ユニットの熱風の風向を同じ方向となるようにするため、蒸発した溶媒が溜まってしまう箇所が生じにくい。通常設計において、各ユニットを独立で考え、その範囲内で揮発溶剤を希釈するために必要な熱風量を確保するという方針が立てられている。それを基本とする場合でも、溶剤の蒸発量が大きいエリアでは、上記のように各ユニットの給排気に連携をもたせる機構を用いて、より安全性を高めることが望ましい。
By the way, it is assumed that a numerical simulation is performed in advance when the
また、乾燥炉70の両端に位置する乾燥炉ユニットU1,U7では、熱風の風向を外から内へ向かう方向にしている。このため、乾燥炉ユニットU1の開口14aからも乾燥炉ユニットU7の開口14bからも熱風が吹き出しにくくなる。この場合、両者の風向きは逆となるため、必ず炉内で1点は風向きが対向する接続点が生ずることになるが、その接続点は、上述したように溶剤蒸発量の小さい位置に設定されることが望ましい。しかし、塗布されるスラリーによって蒸発曲線は異なるため、当該スラリーの種類に応じて、前記接続点を適切な位置に変動させる必要が生ずる。本発明においては、各乾燥炉ユニットごとに風向きを変更できるため、そうした操作が可能となる。
Moreover, in the drying furnace units U1 and U7 located at both ends of the drying
なお、スラリー塗布面62を有するシート60としては、特に限定するものではないが、例えば、リチウムイオン二次電池用の電極を塗布したシートを用いてもよい。こうしたシートとしては、正極活物質(又は負極活物質)をバインダーと導電材と有機溶剤と共に混練した電極材スラリーを、アルミニウムや銅等の金属製のシート上に塗布したものなどが挙げられる。あるいは、未焼成セラミックの成形体を塗布した焼成セラミック製のシートを用いてもよい。こうしたシートとしては、セラミック粒子をバインダーと水(又は有機溶剤)に混練したスラリーを、焼成セラミックス製のシート上に塗布したものなどが挙げられる。
The
以上説明した本実施形態の乾燥炉ユニット10によれば、風向切替バルブ30を切り替えることにより、第1通気口21aから第2通気口22aへシート60のスラリー塗布面62に沿って熱風を流すか、逆に、第2通気口22aから第1通気口21aへシート60のスラリー塗布面62に沿って熱風を流すかを設定することができる。つまり、風向切替バルブ30を切り替えることにより空気の流れを自由に変更することができる。
According to the drying
また、赤外線ヒーター36を備えているため、熱風だけでスラリー塗布面62を乾燥するのが困難な場合には、赤外線ヒーター36を併用することにより短時間でスラリー塗布面62を乾燥することができる。特に、赤外線ヒーター36は、3.5μm以下の波長の赤外線を照射すると共にヒーター表面温度を有機溶剤の着火点未満に低く維持するため、効率よく有機溶剤を蒸発することができるし、有機溶剤が着火するおそれもない。
Moreover, since the
更に、熱風発生機26や排気ブロワ28は風量の調節が可能なため、熱風の風向だけでなく風量も自由に変更することができる。
Furthermore, since the
更にまた、乾燥炉70は、乾燥炉ユニットU1〜U7を、各搬送通路がシート60の搬送方向に沿って連なるように複数連結したものであるため、各乾燥炉ユニットU1〜U7の風向切替バルブ30を切り替えることにより、各乾燥炉ユニットU1〜U7ごとに空気の流れを自由に変更することができる。例えば、隣り合う乾燥炉ユニットの熱風の流れを同じ方向にしたり逆方向にしたりすることができる。また、逆方向にする場合、熱風の流れが衝突するようにしたり、熱風の流れが離れていくようにしたりすることができる。蒸発曲線に基づいて溶媒だまりが生じないように各乾燥炉ユニットU1〜U7の熱風の流れを調整することもできる。
Furthermore, since the drying
そしてまた、乾燥炉70のうち両端に配置された乾燥炉ユニットU1,U7は熱風の風向が外から内へ向かうように設定されているため、乾燥炉ユニットU1の搬送通路14からも乾燥炉ユニットU7の搬送通路14からも熱風が吹き出しにくくなる。その結果、乾燥炉70が設置されている乾燥炉設置室の環境を良好に維持することができる。
Moreover, since the drying furnace units U1 and U7 arranged at both ends of the drying
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various modes as long as it belongs to the technical scope of the present invention.
例えば、上述した実施形態では、片面にスラリーを塗布したシート60を乾燥する乾燥炉ユニット10及び乾燥炉70を例示したが、図7及び図8に示すように、両面にスラリーを塗布したシート160を乾燥する乾燥炉ユニット110及び乾燥炉170としてもよい。なお、乾燥炉ユニット110及び乾燥炉170のうち、上述した乾燥炉ユニット10及び乾燥炉70と同じ構成要素について同じ符号を付し、その説明を省略する。図7に示す乾燥炉ユニット110は、両面がスラリー塗布面162であるシート160を乾燥するのに用いられるものである。この乾燥炉ユニット110は、第1及び第2通気口21a,22aを有するパイプ構造体20と、熱風発生機26と、排気ブロワ28と、風向切替バルブ30と、赤外線ヒーター36とを、各スラリー塗布面162に対応して設けたものである。また、風向切替については、上述した実施形態と同様、風向切替バルブ30の第1及び第2バルブ31,32によって行うことができる。
For example, in the above-described embodiment, the drying
図8に示す乾燥炉170は、こうした乾燥炉ユニット110を、各搬送通路14が水平方向に沿って一直線に連なるように複数連結したものである。連結方法は、乾燥炉70と同様である。ここでも、便宜上、各乾燥炉ユニット110を左から順に乾燥炉ユニットU1,乾燥炉ユニットU2,……,乾燥炉ユニットU7と称することとする。シート160は、乾燥炉170の左端に配置されたロール72から巻き外され、乾燥炉70に搬入される直前に図示しないローターによって上下両面にスラリーが塗布され、乾燥炉ユニットU1の開口14aを通って乾燥炉70内へ搬入される。その後、シート160は、各乾燥炉ユニットU1〜U7を通過することにより上下のスラリー塗布面162から有機溶剤が蒸発し、その蒸発した有機溶剤が各排気ブロワ28によって外部へ排出され、最終的に乾燥炉ユニットU7の開口14bから搬出され、乾燥炉170の右端に設置されたロール74に巻き取られる。この場合も、上述した乾燥炉70と同様、数値シミュレーションによって得られた蒸発曲線に基づいて各乾燥ユニットU1〜U7での熱風の風向を決定する。また、乾燥炉170の両端に位置する乾燥炉ユニットU1,U7では、熱風の風向を外から内へ向かう方向に設定することにより、乾燥炉ユニットU1の開口14aからも乾燥炉ユニットU7の開口14bからも熱風が吹き出しにくくする。以上の乾燥炉ユニット110及び乾燥炉170によれば、両面にスラリーが塗布されたシート160を両面同時に乾燥することができるため、片方ずつ乾燥する場合に比べて時間が短縮される。その結果、生産効率が上がる。
A drying furnace 170 shown in FIG. 8 is obtained by connecting a plurality of such
上述した実施形態では、蒸発曲線に基づいて各乾燥炉ユニットU1〜U7の熱風の風向を決定したが、シート60を乾燥している最中に熱風の風向を変更してもよい。この場合の風向の変更は手動で行ってもよいし、自動で行ってもよい。自動で風向の変更を行う場合の一例を、図9に基づいて以下に説明する。乾燥炉70を構成する各乾燥炉ユニット10に、スラリー塗布面62から蒸発した溶媒蒸発量を検出するセンサSを取り付ける。また、第1及び第2バルブ31,32としてソレノイドバルブを採用する。更に、コントローラーCを準備し、コントローラーCの入力ポートに各センサSを接続し、出力ポートに第1及び第2バルブ31,32を接続する。これにより、コントローラーCには、各センサSから出力される溶媒蒸発量に関する信号が入力される。また、コントローラーCからは、第1及び第2バルブ31,32へ駆動信号が出力される。そして、コントローラーCは、連続する複数の乾燥炉ユニットについて溶媒蒸発量が予め定めた閾値を超えたか否かを判定し、超えたときには、該複数の乾燥炉ユニットの熱風の風向が同じ方向となるよう第1及び第2バルブ31,32を制御する。連続する複数の乾燥炉ユニットの溶媒蒸発量が閾値を超えている場合、それらの乾燥炉ユニットの熱風の風向を逆向きにしたとすると、空気の流れが淀む箇所が生じ、そこに蒸発した溶媒が溜まってしまうことがある。しかし、ここでは、それらの乾燥炉ユニットの熱風の風向を同じ方向となるように制御するため、蒸発した溶媒が溜まってしまう箇所が生じにくい。なお、センサSは、スラリーに用いられている有機溶剤に応じて機種を選択すればよく、例えば炭化水素系溶媒であればハイドロカーボン(HC)センサ、アルコール溶媒であればアルコールセンサを選択すればよい。
In the above-described embodiment, the hot air direction of each drying furnace unit U1 to U7 is determined based on the evaporation curve. However, the hot air direction may be changed while the
上述した実施形態において、搬送通路14には、シート60を下方から支える支持ローラを数個設けてもよい。こうすれば、重力によってシート60が撓むのを防止することができる。但し、図7及び図8のようにシート160の両面がスラリー塗布面162の場合には、支持ローラを設けるとスラリー塗布面62が支持ローラと接触して意図しない凹凸が生じたりするため、支持ローラを設けないことが好ましい。
In the above-described embodiment, the
上述した実施形態では、炉体12の天井に赤外線ヒーター36を設けたが、シート60のスラリー塗布面62の厚みが薄く、熱風だけで十分乾燥が可能な場合には、赤外線ヒーター36を省略してもよい。
In the embodiment described above, the
上述した実施形態では、赤外線ヒーター36として、フィラメント38の外周が3.5μmを超える波長の赤外線を吸収するフィルタとして機能する複数の管40,44によって同心円状に覆われ、これらの複数の管40,44の間に赤外線ヒーター36の表面温度の上昇を抑制する冷却流体の流路48を形成したものを用いたが、その他の赤外線ヒーターを用いても構わない。
In the above-described embodiment, the outer periphery of the
上述した実施形態では、乾燥炉70は乾燥炉ユニット10を複数連ねたものとしたが、乾燥炉ユニット10を単独で乾燥炉として用いてもよい。
In the above-described embodiment, the drying
上述した実施形態では、各乾燥炉ユニット10の雰囲気ガスとして空気を用いたが、空気の代わりに窒素などの不活性ガスを用いてもよい。
In the embodiment described above, air is used as the atmosphere gas of each drying
上述した実施形態では、送風供給手段として、熱風発生機26を用いたが、特にこれに限定されるものではなく、例えば40〜50℃の冷風を発生する冷風発生機を用いてもよい。
In the above-described embodiment, the
本出願は、2012年1月23日に出願された日本国特許出願第2012−10631号を優先権主張の基礎としており、引用によりその内容の全てが本明細書に含まれる。 This application is based on Japanese Patent Application No. 2012-10631 filed on January 23, 2012, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety.
本発明は、スラリーが塗布されたシートを乾燥する必要のある産業、例えばリチウムイオン二次電池の電極塗膜を製造する電池産業や2層のセラミック焼結体からなるセラミック積層体を製造するセラミック産業、光学フィルム製品を製造するフィルム産業などに利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention relates to an industry in which a sheet coated with a slurry needs to be dried, for example, a battery industry for producing an electrode coating film of a lithium ion secondary battery, or a ceramic for producing a ceramic laminate comprising two layers of ceramic sintered bodies It can be used in industry, film industry for manufacturing optical film products, and the like.
10 乾燥炉ユニット、12 炉体、12a 前端面、12b 後端面、14 搬送通路、14a 開口、14b 開口、20 パイプ構造体、21 第1パイプ部、21a 第1通気口、22 第2パイプ部、22a 第2通気口、23 第3パイプ部、24 第4パイプ部、26 熱風発生機、28 排気ブロワ、30 風向切替バルブ、31 第1バルブ、32 第2バルブ、36 赤外線ヒーター、38 フィラメント、38a 電気配線、40 内管、42 ヒーター本体、44 外管、46 キャップ、46a 配線引出部、46b 流体出入口、48 流路、50 ホルダー、52 アーチ状窪み部、60 シート、62 スラリー塗布面、70 乾燥炉、72 ロール、74 ロール、110 乾燥炉ユニット、160 シート、162 スラリー塗布面、170 乾燥炉、C コントローラー、S センサ、U1〜U7 乾燥炉ユニット。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記炉体を所定方向に貫通するように設けられ、少なくとも片面にスラリーが塗布されたシートが前記所定方向に搬送される搬送通路と、
前記シートのスラリー塗布面に沿って雰囲気ガスが流れるように前記搬送通路の両端にそれぞれ設けられた第1及び第2通気口と、
前記第1通気口及び前記第2通気口に接続された送風供給手段と、
前記第1通気口から前記第2通気口へ前記シートの塗布面に沿って前記送風供給手段からの送風を流すか、前記第2通気口から前記第1通気口へ前記シートの塗布面に沿って前記送風供給手段からの送風を流すかを切り替える風向切替手段と、
を備えた乾燥炉ユニット。A furnace body;
A transport passage that is provided so as to penetrate the furnace body in a predetermined direction, and a sheet coated with slurry on at least one side is transported in the predetermined direction;
First and second vent holes respectively provided at both ends of the transport passage so that atmospheric gas flows along the slurry application surface of the sheet;
Air supply means connected to the first vent and the second vent;
Air from the air supply means is flowed from the first vent to the second vent along the application surface of the sheet, or along the application surface of the sheet from the second vent to the first vent. Wind direction switching means for switching whether to send air from the air supply means;
Drying oven unit equipped with.
前記搬送通路のうち前記シートの塗布面に対向する位置に設けられた赤外線ヒーターを備える、乾燥炉ユニット。A drying furnace unit according to claim 1,
A drying furnace unit comprising an infrared heater provided at a position facing the coating surface of the sheet in the conveyance path.
前記送風供給手段の風量を調節する風量調節手段を備える、乾燥炉ユニット。A drying furnace unit according to claim 1 or 2,
A drying furnace unit comprising air volume adjusting means for adjusting the air volume of the air supply means.
前記第1及び第2通気口は、各スラリー塗布面に対応して設けられている、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の乾燥炉ユニット。The sheet is a slurry coated on both sides,
The first and second vent holes are provided corresponding to each slurry application surface,
The drying furnace unit according to any one of claims 1 to 3.
請求項5に記載の乾燥炉。The drying furnace units disposed at both ends of the plurality of drying furnace units are set so that the air direction of the air flow is directed from the outside to the inside by the air direction switching means.
The drying furnace according to claim 5.
各乾燥炉ユニットにおいてスラリーから蒸発した溶媒蒸発量を検出する検出手段と、
連続する複数の乾燥炉ユニットについて前記溶媒蒸発量が所定値を超えたときには、該複数の乾燥炉ユニットの送風の風向が同じ方向となるよう前記風向切替機構を制御する制御手段と、
を備えた乾燥炉。A drying furnace according to claim 5 or 6,
Detecting means for detecting the amount of solvent evaporated from the slurry in each drying furnace unit;
When the solvent evaporation amount exceeds a predetermined value for a plurality of continuous drying furnace units, control means for controlling the air direction switching mechanism so that the air direction of the air blowing of the plurality of drying furnace units is the same direction;
Drying furnace equipped with.
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