KR20150020309A - 적외선 처리 장치 및 적외선 처리 방법 - Google Patents
적외선 처리 장치 및 적외선 처리 방법 Download PDFInfo
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Abstract
건조 장치(10)에서는, 가열에 의해 적외선을 방출하는 필라멘트(32)와, 3.5 ㎛를 초과하는 파장의 적외선을 흡수하며 필라멘트(32)를 덮는 내관(36), 외관(40)을 갖는 적외선 히터(30)에 의해, 롤투롤(roll to roll) 방식으로 반송되는 시트 형상의 도막(82)에 대하여 적외선을 방사하여 건조를 행한다. 또한, 도막(82) 중 적외선 히터로부터의 적외선이 조사되어 있는 부분[노체(12) 내의 부분]을 제2 냉매에 의해 냉각한다. 냉각 기구(60)는, 벨트 컨베이어(61)에 의해 도막(82)을 반송 가능하게 지지하고 있다. 수냉롤(65)은, 벨트(62)의 링보다도 내측을 제2 냉매가 통과하도록 제2 유로(65a)를 형성하고 있다.
Description
본 발명은, 적외선 처리 장치 및 적외선 처리 방법에 관한 것이다.
종래, 적외선의 조사와 송풍을 이용하여 건조 대상의 건조 등의 처리를 행하는 적외선 처리 장치가 알려져 있다. 예컨대, 특허문헌 1에는, 슬릿형 송풍 노즐과 봉형 히터를 나란히 배치한 노즐을 갖는 히터를 이용한 건조 장치가 기재되어 있다. 봉형 히터로서는, 카본 필라멘트를 발열체로 하는 석영 유리 중파장 적외선 히터를 이용하는 것이 기재되어 있다. 이 노즐을 갖는 히터에서는, 노즐과 히터를 구비함으로써, 히터로 건조 대상의 가열을 행하며, 가열에 의해 휘발된 물 등의 성분의 제거를 노즐로부터의 송풍에 의해 행하여, 효율적으로 건조를 할 수 있도록 하고 있다.
그런데, 롤투롤(roll to roll) 방식으로 반송되는 시트 형상의 처리 대상을, 적외선을 이용하여 처리하는 경우가 있다. 이 경우에 있어서, 적외선에 의해 처리 대상이 과열되면, 열팽창이나 처리 후의 열수축에 의해 응력이 발생하여 처리 대상이 변형하는 등의 문제가 생기는 경우가 있다. 이것을 억제하기 위해서는, 처리 대상을 냉각하면서 처리하는 것이 고려된다. 그러나, 특허문헌 1에 기재된 건조 장치와 같이 송풍과 히터로 처리를 행하는 경우, 송풍에 의해 냉각을 행하려고 해도, 처리 대상을 충분히 냉각할 수 없는 경우가 있다. 또한, 충분히 냉각하고자 하여 송풍의 풍속이나 유량을 크게 하면, 시트 형상의 처리 대상이 펄럭이는 등의 현상이 발생하여, 처리 대상에 악영향을 주는 경우가 있다.
본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 처리 대상에 적외선을 방사하여 처리할 때에, 처리 대상을 충분히 냉각하면서, 처리 대상의 펄럭임을 충분히 억제하는 것을 주목적으로 한다.
본 발명의 적외선 처리 장치는,
시트 형상의 처리 대상에 적외선을 방사하여 처리를 행하는 적외선 처리 장치로서,
롤투롤(roll to roll）방식으로 상기 처리 대상을 반송 방향으로 반송하는 반송 수단과,
가열에 의해 적외선을 방사하는 발열체와, 3.5 ㎛를 초과하는 파장의 적외선을 흡수하며 상기 발열체를 덮는 관을 갖고, 상기 처리 대상에 적외선을 방사하는 적외선 히터와,
상기 처리 대상 중 상기 적외선 히터로부터의 적외선이 조사되어 있는 부분을 액체에 의해 냉각하는 냉각 수단
을 구비한 것이다.
이 본 발명의 적외선 처리 장치에서는, 가열에 의해 적외선을 방출하는 발열체와, 3.5 ㎛를 초과하는 파장의 적외선을 흡수하며 발열체를 덮는 관을 갖는 적외선 히터에 의해, 롤투롤 방식으로 반송되는 시트 형상의 처리 대상에 대하여 적외선을 방사하여 처리를 행한다. 또한, 처리 대상 중 적외선 히터로부터의 적외선이 조사되어 있는 부분을 액체에 의해 냉각한다. 그 때문에, 처리 대상을 액체에 의해 냉각하면서, 적외선 히터에 의해 처리 대상을 처리할 수 있다. 그리고, 액체를 이용하여 냉각하기 때문에, 예컨대 송풍을 이용하여 냉각하는 경우와 비교해서 냉각 효율이 높아지며, 처리 대상을 충분히 냉각할 수 있다. 또한, 액체를 이용하여 냉각하기 때문에, 송풍을 이용하여 냉각하는 경우와 비교해서, 시트 형상의 처리 대상의 펄럭임을 충분히 억제할 수 있다. 한편, 적외선 히터는, 3.5 ㎛를 초과하는 파장의 적외선을 흡수하는 관이 발열체를 덮고 있다. 그 때문에, 적외선 히터로부터 방사되는 적외선은, 근적외선(파장이 0.7 ㎛∼3.5 ㎛인 적외선 영역)의 비율이 증대한 것이 된다. 근적외선은, 예컨대 처리 대상 중의 물, 용제 등의 분자 중의 수소 결합을 효율적으로 절단할 수 있는 등, 처리 대상의 처리(예컨대 건조, 탈수 등)를 효율적으로 행할 수 있다. 이러한 적외선 히터를 이용함으로써, 처리 대상의 온도를 액체에 의해 비교적 낮게 유지한 채로도, 충분한 처리를 행할 수 있다. 한편, 본 발명의 적외선 처리 장치는, 처리 대상을 연속적으로 반송하면서 반송 중인 처리 대상에 적외선을 방사하여 처리하는 연속식의 장치로서 구성되어 있어도 좋고, 처리 대상에 적외선을 방사하여 처리하는 동안에는 반송을 정지하는 간헐식의 장치로서 구성되어 있어도 좋다. 또한, 적외선 히터는 1 이상이면 되고, 복수 구비하고 있어도 좋다. 또한, 상기 적외선 히터는, 상기 관을 냉각하는 냉매가 유통 가능한 냉매 유로를 구비하고 있어도 좋다. 상기 적외선 히터가 상기 관을 복수 갖고 있고, 상기 냉매 유로는, 상기 복수의 관으로 둘러싸이는 공간으로 해도 좋다.
본 발명의 적외선 처리 장치에 있어서, 상기 냉각 수단은, 상기 처리 대상을 반송 가능하게 지지해도 좋다. 여기서, 「처리 대상을 반송 가능하게 지지」란, 처리 대상을 스스로 반송은 하지 않고 반송을 방해하지 않도록 지지하는 경우나, 처리 대상을 스스로 반송하는 경우를 포함한다.
본 발명의 적외선 처리 장치에 있어서, 상기 냉각 수단은, 상기 액체가 유통 가능한 액체 유로를 형성하는 액체 유로 형성 부재를 갖고 있어도 좋다.
액체 유로 형성 부재를 갖는 형태의 본 발명의 적외선 처리 장치에 있어서, 상기 냉각 수단은, 상기 처리 대상을 지지하며 또한 상기 처리 대상과 함께 상기 반송 방향으로 회전 가능한 링 형상의 벨트를 갖는 벨트 컨베이어를 갖고, 상기 액체 유로 형성 부재는, 상기 벨트의 링보다도 내측을 상기 액체가 통과하도록 상기 액체 유로를 형성하고 있으며, 상기 액체 유로 형성 부재와 상기 액체 유로를 통과하는 액체 중 적어도 한쪽이 상기 벨트의 내주면 중 상기 처리 대상측에 접촉 가능하게 구성되어 있어도 좋다. 이렇게 하면, 벨트 컨베이어로 처리 대상을 지지하기 때문에, 반송 수단으로부터 처리 대상에 가해지는 반송 방향의 장력을 작게 하면서 처리 대상의 반송을 행할 수 있다. 이에 따라, 장력에 의한 반송 대상의 변형을 보다 억제할 수 있다. 또한, 벨트를 통해 반송 대상을 냉각하기 때문에, 액체 유로를 흐르는 액체[수적(水滴)]나 이물 등이 처리 대상의 이면 등에 부착되는 것을 보다 억제할 수 있다. 여기서, 상기 벨트 컨베이어는, 상기 벨트를 회전 구동시키는 구동 수단을 가지며, 상기 구동 수단에 의해 상기 벨트를 회전 구동시킴으로써 상기 처리 대상을 반송하는 것으로 해도 좋다. 또한, 상기 벨트 컨베이어는, 처리 대상을 스스로 반송은 하지 않고 상기 처리 대상의 반송에 따라 마찰력에 의해 상기 벨트가 종동적으로 회전하는(스스로 회전 구동은 하지 않는) 것으로 해도 좋다.
이 경우에 있어서, 상기 벨트 컨베이어는, 상기 벨트에 복수의 구멍이 형성되어 있고, 적외선 처리 장치는, 상기 벨트의 구멍의 내부를 감압하여 상기 처리 대상을 상기 벨트에 흡착시키는 흡착 수단을 구비하고 있어도 좋다. 이렇게 하면, 처리 대상을 벨트에 흡착시킴으로써, 벨트를 통해 처리 대상의 보다 균일한 냉각이 가능해지며, 또한, 처리 대상의 펄럭임을 보다 억제할 수 있다.
액체 유로 형성 부재를 갖는 형태의 본 발명의 적외선 처리 장치에 있어서, 상기 액체 유로 형성 부재는, 내부에 상기 액체 유로를 형성하는 냉각롤로 해도 좋다.
액체 유로 형성 부재를 갖는 형태의 본 발명의 적외선 처리 장치에 있어서, 상기 냉각 수단은, 상기 처리 대상을 반송 가능하게 지지하며 또한 상기 처리 대상과 함께 상기 반송 방향으로 회전 가능한 링 형상의 벨트를 갖는 벨트 컨베이어를 갖고, 상기 벨트는, 내부에 상기 액체 유로를 형성하는 상기 액체 유로 형성 부재로서 구성되어 있어도 좋다.
본 발명의 적외선 처리 장치에 있어서, 상기 적외선 히터는, 상기 처리 대상보다도 연직 상측에 배치되어 있어도 좋다. 이렇게 하면, 예컨대 냉각 수단이 처리 대상을 연직 하측으로부터 냉각하는 경우에, 냉각 수단의 위치에 관계없이 적외선 히터로부터의 파장 3.5 ㎛ 이하의 적외선을 직접 처리 대상에 조사하기 쉽다.
액체 유로 형성 부재를 갖는 형태의 본 발명의 적외선 처리 장치에 있어서, 상기 액체 유로 형성 부재는, 상기 처리 대상측을 향해 개구되며 상기 액체가 상기 처리 대상에 직접적 또는 간접적으로 접촉하면서 유통 가능한 상기 액체 유로를 형성하고 있어도 좋다. 여기서, 「처리 대상에 간접적으로 접촉」이란, 처리 대상에 다른 부재를 통해 접촉하는 것을 의미한다. 이 경우에 있어서, 냉각 수단이 전술한 벨트 컨베이어를 구비한 형태로 하고, 상기 액체 유로 형성 부재는, 상기 벨트의 내주면 중 상기 처리 대상측에 상기 액체가 접촉하면서 유통 가능한 상기 액체 유로를 형성하고 있어도 좋다. 이렇게 함으로써, 액체가 벨트에 접촉하고 있기 때문에, 예컨대 액체가 액체 유로 형성 부재를 통해 벨트(및 처리 대상)를 냉각하는 경우와 비교해서, 냉각 효율을 보다 높일 수 있다.
이 경우에 있어서, 상기 액체 유로 형성 부재는, 상기 개구의 상기 반송 방향의 양단에 배치되며 상기 처리 대상에 직접적 또는 간접적으로 접촉하는 탄성체를 갖고 있어도 좋다. 이렇게 하면, 액체가 액체 유로의 개구된 부분으로부터 외부로 누설되는 것을 보다 억제할 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 탄성체는, 상기 개구의 외주를 둘러싸고 있어도 좋다. 이렇게 하면, 액체의 누설을 더욱 억제할 수 있다.
액체 유로 형성 부재가 처리 대상측을 향해 개구된 액체 유로를 형성하는 형태의 본 발명의 적외선 처리 장치에 있어서, 상기 적외선 히터는, 상기 액체 유로 내에 배치되어 있어도 좋다. 이렇게 하면, 적외선 히터와 액체 유로 형성 부재가 따로따로 배치되어 있는 경우와 비교해서, 적외선 처리 장치의 구성을 컴팩트하게 할 수 있다. 또한, 액체 유로를 흐르는 액체에 의해 적외선 히터의 표면도 냉각할 수 있다. 여기서, 「적외선 히터가 액체 유로 내에 배치되어 있다」란, 적외선 히터의 적어도 일부가 액체 유로 내에 배치되어 있으면 된다는 의미이다. 예컨대, 적외선 히터가 액체 유로를 관통하고 있거나, 액체 유로 및 액체 유로 형성 부재를 관통하고 있어도 좋다.
적외선 히터가 액체 유로 내에 배치되어 있는 형태의 본 발명의 적외선 처리 장치에 있어서, 상기 액체는, 적외선의 투과 극대 파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선 영역에 있어도 좋다. 이렇게 하면, 액체가 파장 3.5 ㎛ 이하의 적외선을 투과하기 쉽기 때문에, 적외선 히터 주위의 액체가 파장 3.5 ㎛ 이하의 적외선을 흡수해 버리는 것에 의한 처리 효율의 저하를 보다 억제할 수 있다. 한편, 상기 액체는, 파장 3.5 ㎛ 이하의 적외선의 전체 투과율을 80% 이하로 해도 좋다.
본 발명의 적외선 처리 장치에 있어서, 상기 액체 유로 형성 부재는, 상기 액체 유로를 형성하는 표면이 파장 3.5 ㎛ 이하의 적외선을 반사하는 적외선 반사 재료로 구성되어 있어도 좋다. 이렇게 하면, 액체 유로 형성 부재는 액체 유로를 형성하는 표면이 적외선 반사 재료로 구성되고, 처리 대상측이 개구되어 있기 때문에, 적외선 히터로부터 처리 대상 이외의 방향으로 방사되는 파장 3.5 ㎛ 이하의 적외선을, 처리 대상을 향해 반사할 수 있다. 이에 따라, 처리 효율을 보다 향상시킬 수 있다. 한편, 「상기 액체 유로를 형성하는 표면이 파장 3.5 ㎛ 이하의 적외선을 반사하는 적외선 반사 재료로 구성되어 있다」란, 액체 유로 형성 부재 전부가 적외선 반사 재료로 구성되어 있는 경우나, 액체 유로를 형성하는 표면만이 적외선 반사 재료로 구성되어 있는 경우를 포함한다.
본 발명의 적외선 처리 장치는, 감압하 또는 진공하의 분위기에서 상기 처리 대상의 상기 처리를 행해도 좋다. 감압하에서는 비교적 송풍을 하기 어렵고, 진공하에서는 송풍할 수 없다. 그 때문에, 이러한 분위기하에서 처리를 행하는 경우에는, 액체를 이용하여 처리 대상을 냉각하는 의의가 높다.
본 발명의 적외선 처리 방법은,
롤투롤 방식으로 시트 형상의 처리 대상을 반송 방향으로 반송하는 반송 수단과, 가열에 의해 적외선을 방사하는 발열체와 3.5 ㎛를 초과하는 파장의 적외선을 흡수하며 상기 발열체를 덮는 관을 갖는 적외선 히터를 구비한 적외선 처리 장치에 의한 적외선 처리 방법으로서,
상기 적외선 히터로부터 상기 처리 대상에 적외선을 방사하면서, 상기 처리 대상 중 상기 적외선 히터로부터의 적외선이 조사되어 있는 부분을 액체에 의해 냉각하는 공정
을 포함하는 것이다.
이 본 발명의 적외선 처리 방법에서는, 전술한 본 발명의 적외선 처리 장치와 동일한 효과, 예컨대, 처리 대상에 적외선을 방사하여 처리할 때에, 처리 대상을 충분히 냉각하면서, 처리 대상의 펄럭임을 충분히 억제하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 3.5 ㎛를 초과하는 파장의 적외선을 흡수하며 상기 발열체를 덮는 관을 갖는 적외선 히터를 이용함으로써, 처리 대상의 온도를 액체에 의해 비교적 낮게 유지한 채로도, 충분한 처리를 행할 수 있다. 한편, 이 적외선 처리 방법에 있어서, 전술한 적외선 처리 장치의 여러 가지 형태를 채용해도 좋고, 또한, 전술한 적외선 처리 장치의 각 기능을 실현하는 것과 같은 공정을 추가해도 좋다.
도 1은 건조 장치(10)의 종단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A 단면도이다.
도 3은 변형예의 건조 장치(110)의 종단면도이다.
도 4는 변형예의 건조 장치(210)의 종단면도이다.
도 5는 도 4의 B-B 단면도이다.
도 6은 제2 유로 형성 부재(270)의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A 단면도이다.
도 3은 변형예의 건조 장치(110)의 종단면도이다.
도 4는 변형예의 건조 장치(210)의 종단면도이다.
도 5는 도 4의 B-B 단면도이다.
도 6은 제2 유로 형성 부재(270)의 사시도이다.
다음으로, 본 발명의 실시형태에 대해서, 도면을 이용하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 적외선 처리 장치의 일 실시형태인 건조 장치(10)의 종단면도이다. 도 2는 도 1의 A-A 단면도이다. 건조 장치(10)는, PET 필름으로 이루어지는 시트(80) 상에 도포된 도막(82)의 건조를 적외선을 이용하여 행하는 것이며, 노체(爐體; 12)와, 반송 기구(20)와, 적외선 히터(30)와, 냉각 기구(60)와, 컨트롤러(90)를 구비하고 있다. 건조 장치(10)는, 처리 대상(건조 대상)이 되는 도막(82)이 상면에 형성된 시트(80)를, 반송 기구(20)에 의해 반송 방향(도 1의 우측 방향)으로 롤투롤 방식으로 반송하면서 처리(건조)를 행하는, 연속식의 건조로로서 구성되어 있다.
노체(12)는, 대략 직육면체로 형성된 단열 구조체이며, 전단면(13) 및 후단면(14)에 각각 개구(15, 16)를 갖고 있다. 개구(15)는, 시트(80)를 노체(12)의 내부로 반입할 때의 반입구로 되어 있다. 개구(16)는, 시트(80)를 노체(12)의 외부로 반출할 때의 반출구로 되어 있다. 이 노체(12)는, 전단면(13)으로부터 후단면(14)까지의 길이가 예컨대 1 m∼6 m이다. 노체(12)의 내부의 공간(12a)에는, 적외선 히터(30)나, 냉각 기구(60)의 벨트 컨베이어(61) 등이 배치되어 있다.
반송 기구(20)는, 롤투롤 방식으로 시트(80)를 반송 방향으로 반송하는 기구이다. 반송 기구(20)는, 노체(12)의 전방(도 1의 좌측)에 설치된 롤(21)과, 노체(12)의 후방(도 1의 우측)에 설치된 롤(22)을 구비하고 있다. 또한, 반송 기구(20)는, 반송 방향에서 롤(21)과 개구(15) 사이에 배치된 구동 롤러(23) 및 종동 롤러(25)와, 반송 방향에서 개구(16)와 롤(22) 사이에 배치된 구동 롤러(24) 및 종동 롤러(26)를 구비하고 있다. 구동 롤러(23) 및 종동 롤러(25)는, 한 쌍의 닙롤(nip roll)로서 구성되어 있다. 이 구동 롤러(23) 및 종동 롤러(25)는, 시트(80)를 상하로부터 압력을 가하여 끼워 넣음으로써, 이 부분을 경계로 하여 시트(80) 중 반송 방향의 상류와 하류와의 텐션을 분리하면서 시트(80)를 반송한다. 구동 롤러(24) 및 종동 롤러(26)도, 마찬가지로 한 쌍의 닙롤로서 구성되어 있다.
적외선 히터(30)는, 노체(12) 내를 통과하는 도막(82)에 적외선을 조사하는 장치이며, 시트(80)[및 도막(82)]보다도 연직 상측[시트(80)의 표면측이며, 도 1의 상측]에 배치되어 있다. 적외선 히터(30)는, 노체(12)의 전후 방향으로 대략 균등한 간격으로 복수 개(본 실시형태에서는 6개) 배치되어 있다. 이 복수의 적외선 히터(30)는, 모두 동일한 구성을 하고 있으며, 그 길이 방향이 도막(82)의 반송 방향에 직교하도록(길이 방향이 도 2의 좌우 방향이 됨) 부착되어 있다. 이하, 하나의 적외선 히터(30)의 구성에 대해서 설명한다.
적외선 히터(30)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 발열체인 필라멘트(32)를 내관(36)이 둘러싸도록 형성된 히터 본체(38)와, 이 히터 본체(38)를 둘러싸도록 형성된 외관(40)과, 외관(40)의 양단에 기밀하게 끼워진 바닥이 있는 통 형상의 캡(42)과, 히터 본체(38)와 외관(40) 사이에 형성되며 제1 냉매가 유통 가능한 제1 유로(48)와, 외관(40)의 표면 온도를 검출하는 온도 센서(37)를 구비하고 있다.
필라멘트(32)는, 가열하면 적외선을 방출하는 것이고, 본 실시형태에서는 W(텅스텐)제로 하였다. 한편 필라멘트(32)의 재료로서는, 그 외에 Ni-Cr 합금, Mo, Ta, 및 Fe-Cr-Al 합금 등을 들 수 있다. 이 필라멘트(32)는, 전력 공급원(50)으로부터 전력이 공급되어, 예컨대 700℃∼1700℃로 통전 가열되면, 파장이 3.5 ㎛ 이하(예컨대 3 ㎛ 부근)인 적외선 영역에 피크를 갖는 적외선을 방사한다. 이 필라멘트(32)에 접속된 전기 배선(34)은, 캡(42)에 형성된 배선 인출부(44)를 통해 기밀하게 외부로 인출되며, 전력 공급원(50)에 접속되어 있다. 내관(36), 외관(40)은, 필라멘트(32)로부터 방사된 전자파 중 3.5 ㎛ 이하의 파장의 적외선을 통과시키고 3.5 ㎛를 초과하는 파장의 적외선을 흡수하는 필터로서 기능하는 적외선 흡수 재료로 형성되어 있다. 내관(36), 외관(40)에 이용하는 이러한 적외선 투과 재료로서는, 예컨대, 게르마늄, 실리콘, 사파이어, 불화칼슘, 불화바륨, 셀렌화아연, 황화아연, 칼코게나이드 글라스(chalcogenide glass), 투과성 알루미나 세라믹스 등 외에, 적외선을 투과 가능한 석영 유리 등을 들 수 있다. 본 실시형태에서는, 내관(36), 외관(40)은, 모두 석영 유리로 형성되어 있는 것으로 하였다.
히터 본체(38)는, 양단이 캡(42)의 내부에 배치된 홀더(49)에 지지되어 있다. 각 캡(42)은, 제1 냉매 출입구(46)를 갖고 있다. 제1 냉매 공급원(52)으로부터 공급된 제1 냉매는, 한쪽의 제1 냉매 출입구(46)로부터 제1 유로(48)로 유입되고, 제1 유로(48) 및 다른쪽의 제1 냉매 출입구(46)를 통과하여 외부로 흐르도록 되어 있다. 제1 유로(48)를 흐르는 제1 냉매는, 예컨대 공기나 불활성 가스 등의 기체이며, 내관(36)과 외관(40)에 접촉하여 열을 빼앗음으로써 각 관(36, 40)을 냉각한다.
이렇게 해서 구성된 적외선 히터(30)는, 필라멘트(32)로부터 파장이 3.5 ㎛ 이하에 피크를 갖는 적외선이 방사되면, 그 중 3.5 ㎛ 이하의 파장의 적외선은 내관(36)이나 외관(40)을 통과하여 노체(12) 내를 통과하는 시트(80)의 도막(82)에 조사된다. 이 파장의 적외선은, 시트(80)의 도막(82)에 포함되는 수분이나 용제의 수소 결합을 절단하는 능력이 우수하다고 말해지고 있으며, 효율적으로 물이나 용제를 증발시켜 건조를 행할 수 있다. 한편, 내관(36)이나 외관(40)은, 3.5 ㎛를 초과하는 파장의 적외선을 흡수하지만, 제1 유로(48)를 흐르는 제1 냉매에 의해 냉각되기 때문에, 도막(82)으로부터 증발되는 용제의 착화점 미만의 온도(예컨대 200℃ 이하 등)로 유지하는 것이 가능하다.
냉각 기구(60)는, 도막(82)을 반송 가능하게 지지하면서, 도막(82) 중 적외선 히터(30)로부터의 적외선이 조사되어 있는 부분을 액체인 제2 냉매에 의해 냉각하는 기구이다. 이 냉각 기구(60)는, 벨트 컨베이어(61)와, 제2 냉매 공급원(54)을 구비하고 있다.
벨트 컨베이어(61)는, 시트(80)의 연직 하측[시트(80)의 이면측이며 도 1의 하측]을 지지하며, 또한 시트(80)를 반송 방향으로 반송하는 장치이다. 이 벨트 컨베이어(61)는, 벨트(62)와, 구동 롤러(63)와, 구동 롤러(64)와, 수냉롤(65)과, 흡착롤(66)을 구비하고 있다. 벨트(62)는, 시트(80)와 함께 반송 방향으로 회전(도 1에 있어서의 시계 방향으로 회전) 가능한 링 형상의 부재이다. 벨트(62)는, 구동 롤러(63), 구동 롤러(64), 수냉롤(65), 및 흡착롤(66)에 링 형상으로 걸쳐져 있다. 벨트(62)는, 도막(82)측(도 1의 상측)의 부분인 상측 부분(62a)과, 도막(82)과는 반대측(도 1의 하측)의 부분인 하측 부분(62b)을 갖고 있고, 상측 부분(62a)이 시트(80)의 이면에 접하여 시트(80) 및 도막(82)을 지지하고 있다. 또한, 벨트(62)에는 두께 방향으로 자신을 관통하는 도시하지 않은 구멍이 다수 형성되어 있다.
구동 롤러(63, 64)는, 각각 공간(12a) 내의 전측(前側)(도 1의 좌측), 후측(도 1의 우측)에 배치된 롤러이다. 이 구동 롤러(63), 구동 롤러(64)가 회전 구동함으로써, 벨트(62)가 회전한다. 수냉롤(65), 흡착롤(66)은, 반송 방향에서 구동 롤러(63)와 구동 롤러(64) 사이에 각각 복수 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 수냉롤(65)이 3개, 흡착롤(66)이 2개 배치되어 있고, 수냉롤(65)과 흡착롤(66)은 교대로 배치되어 있는 것으로 하였다. 수냉롤(65)은, 제2 냉매가 유통 가능한 액체 유로로서의 제2 유로(65a)를 형성하는 원통 형상의 부재이다. 수냉롤(65)은, 벨트(62)의 내주면[상측 부분(62a)의 하면 및 하측 부분(62b)의 상면]에 접촉하는 외관과, 외관과 동심원 형상으로 배치되며 외관보다도 직경이 작은 내관을 구비하고 있고, 이 외관과 내관 사이의 공간이 제2 유로(65a)로 되어 있다. 또한, 수냉롤(65)은, 제2 유로(65a)로부터 수냉롤(65)의 외부로 통하는 도시하지 않은 2개의 제2 냉매 출입구를 갖고 있다. 제2 냉매 공급원(54)으로부터 공급된 제2 냉매는, 한쪽의 제2 냉매 출입구로부터 제2 유로(65a)로 유입되고, 제2 유로(65a) 및 다른쪽의 제2 냉매 출입구를 통과하여 외부로 흐르도록 되어 있다. 제2 냉매는 예컨대 물 등의 액체이며, 수냉롤(65)의 외관, 벨트(62)[상측 부분(62a)], 시트(80)를 통해 도막(82)에 간접적으로 접촉하여 이것을 냉각한다. 흡착롤(66)은, 외주면에 도시하지 않은 구멍이 다수 형성된 원통 형상의 부재이다. 이 흡착롤(66)의 다수의 구멍은, 흡착롤(66)의 내부에서, 노체(12)의 외부에 배치된 흡기 장치(56)와 배관을 통해 접속되어 있다. 또한, 흡착롤(66)의 다수의 구멍은, 흡착롤(66)의 상단에서 전술한 벨트(62)의 다수의 구멍과 연통(連通) 가능하게 구성되어 있다. 이에 따라, 흡기 장치(56)가 흡기를 행하면, 배관 및 흡착롤(66)의 다수의 구멍을 통해 벨트(62)의 상측 부분(62a)의 다수의 구멍의 내부를 감압하여, 벨트(62)의 상측 부분(62a)에 접촉하는 시트(80)[및 도막(82)]를 상측 부분(62a)에 흡착시킨다. 한편, 수냉롤(65) 및 흡착롤(66)은, 모두 종동 롤러로서 구성되며, 벨트(62)의 회전에 따라 벨트(62)의 내주면과의 마찰력에 의해 회전한다. 수냉롤(65) 및 흡착롤(66)은, 예컨대 오일 배스식 베어링 등 미끄럼 이동 저항이 비교적 적은 베어링으로 지지되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시형태에서는, 구동 롤러(63), 구동 롤러(64), 수냉롤(65), 및 흡착롤(66)은, 모두 적외선 히터(30)의 바로 아래의 영역에는 존재하지 않고, 적외선 히터(30)로부터 전후 방향으로 어긋나게 위치하도록 배치되어 있는 것으로 하였다.
시트(80)는, PET 필름으로 이루어지는 것이다. 시트(80)는, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예컨대 두께 10 ㎛∼100 ㎛, 폭 200 ㎜∼300 ㎜이다. 또한, 도막(82)은, 시트(80)의 상면에 도포된 것이며, 예컨대 건조 후에 MLCC(적층 세라믹 커패시터)용의 박막으로서 이용되는 것이다. 도막(82)은, 예컨대 세라믹 분말 또는 금속 분말과, 유기바인더와, 유기 용제를 포함하는 것이다.
컨트롤러(90)는, CPU를 중심으로 하는 마이크로 프로세서로서 구성되어 있다. 이 컨트롤러(90)는, 반송 기구(20)의 롤(21, 22), 구동 롤러(23, 24)나 벨트 컨베이어(61)의 구동 롤러(63, 64)에 제어 신호를 출력함으로써, 이들의 회전과 정지를 전환하거나, 회전 속도를 제어한다. 이에 따라, 컨트롤러(90)는, 시트(80)에 대하여 반송 방향으로 가하는 장력을 조정하거나, 노체(12) 내의 도막(82)의 통과 시간을 조정한다. 또한, 컨트롤러(90)는, 전력 공급원(50)으로부터 필라멘트(32)에 공급되는 전력의 크기를 조정하기 위한 제어 신호를 전력 공급원(50)에 출력하고, 적외선 히터(30)의 필라멘트(32)의 온도를 개별적으로 제어한다. 또한, 컨트롤러(90)는, 열전대(熱電對)인 온도 센서(37)가 검출한 외관(40)의 온도를 입력하거나, 제1 냉매 공급원(52)의 도시하지 않은 개폐 밸브나 유량 조정 밸브에 제어 신호를 출력하여, 적외선 히터(30)의 제1 유로(48)를 흐르는 제1 냉매의 유량을 개별적으로 제어한다. 또한, 컨트롤러(90)는, 제2 냉매 공급원(54)의 도시하지 않은 개폐 밸브나 유량 조정 밸브에 제어 신호를 출력하여, 수냉롤(65)의 제2 유로(65a)를 흐르는 제2 냉매의 유량을 제어한다.
다음으로, 이렇게 해서 구성된 건조 장치(10)를 이용하여 도막(82)을 건조시키는 모습에 대해서 설명한다. 먼저, 컨트롤러(90)가 롤(21, 22), 구동 롤러(23, 24), 구동 롤러(63, 64)를 회전시켜, 시트(80)의 반송을 개시한다. 한편, 전술한 바와 같이 구동 롤러(23, 24) 및 종동 롤러(25, 26)가 닙롤로서 작용함으로써, 시트(80) 중 구동 롤러(23)와 구동 롤러(24) 사이의 부분에는, 롤(21, 22)로부터의 장력은 거의 가해지지 않는다. 그리고, 노체(12) 내에서는, 벨트 컨베이어(61)의 벨트(62)의 상측 부분(62a)이 시트(80)를 아래로부터 지지하면서 이것을 반송한다. 그 때문에, 시트(80) 중 구동 롤러(23)와 구동 롤러(24) 사이의 부분에 가해지는 장력을 보다 작게 할 수 있다. 본 실시형태에서는, 노체(12) 내의 시트(80)에 가해지는 장력이, 시트(80)가 변형(신장)하지 않을 정도의 작은 값까지 억제되도록, 컨트롤러(90)가 벨트(62)의 회전 속도를 제어하는 것으로 하였다.
이렇게 해서 컨트롤러(90)가 반송 기구(20)나 벨트 컨베이어(61)의 각 롤러를 회전시키면, 건조 장치(10)의 좌단에 배치된 롤(21)로부터 시트(80)가 풀려 간다. 또한, 시트(80)는 개구(15)로부터 노체(12) 내에 반입되기 직전에 도시하지 않은 코터에 의해 상면에 도막(82)이 도포된다. 그리고, 도막(82)이 도포된 시트(80)는, 노체(12) 내에 반송된다. 이때, 컨트롤러(90)는, 전력 공급원(50), 제1 냉매 공급원(52), 제2 냉매 공급원(54)을 제어한다. 이에 따라, 시트(80)가 노체(12) 내를 통과하는 동안에, 시트(80)의 상면에 형성된 도막(82)은, 적외선 히터(30)로부터의 적외선이 조사됨으로써 건조된다. 또한, 이와 동시에, 제2 유로(65a)를 흐르는 제2 냉매가 벨트(62)의 상측 부분(62a)을 냉각하고, 이에 따라 시트(80)나 도막(82)이 냉각된다. 본 실시형태에서는, 열팽창이나 열수축에 의해 응력이 발생하여 도막(82)이 변형하는 등의 문제가 생기지 않도록, 또한, 시트(80)의 온도가 PET 필름의 유리 전이점(약 70℃) 이하의 정해진 값(예컨대 60℃, 50℃, 45℃ 등)이 되도록, 제2 냉매 공급원(54)으로부터 제2 유로(65a)에 공급되는 제2 냉매의 온도나 유량이 미리 정해져 있는 것으로 하였다. 이렇게 해서, 시트(80)나 도막(82)이 제2 냉매에 의해 냉각되면서, 적외선에 의해 도막(82)이 건조되어 박막이 된다. 그 후, 시트(80) 및 박막[건조 후의 도막(82)]은, 개구(16)로부터 반출된다. 반출된 박막은, 노체(12)의 우단에 설치된 롤(22)에 시트(80)와 함께 권취된다. 그 후, 박막은 시트(80)로부터 박리되고, 정해진 형상으로 절단되어서 적층되어, MLCC가 제조된다. 한편, 적외선 히터(30)의 외관(40)은, 내주면이 제1 냉매에 의해 냉각된다. 컨트롤러(90)는, 제1 냉매의 유량을 조정하여, 외관(40)이 용제의 착화점 미만의 온도(예컨대 200℃ 이하 등)가 되도록 유지한다.
여기서, 전술한 바와 같이, 적외선 히터(30)는, 3.5 ㎛를 초과하는 파장의 적외선을 흡수하는 내관(36) 및 외관(40)을 갖고 있기 때문에, 적외선 히터(30)로부터는 3.5 ㎛ 이하의 적외선이 주로 방사된다. 이 파장 영역의 적외선은, 도막(82)이 제2 냉매에 의해 냉각되어 비교적 저온으로 유지되어 있는 상태라도, 도막(82)으로부터 효율적으로 물이나 용제를 증발시켜 건조를 행할 수 있다. 또한, PET 필름인 시트(80)는 이 파장 영역의 적외선에 의해서는 거의 가열되지 않는다. 또한, 제2 냉매에 의해 시트(80)는 자신의 유리 전이점 이하의 온도로 유지된다. 이와 같이 도막(82)이나 시트(80)를 냉각하면서 도막(82)의 건조를 행함으로써, 도막(82)이나 시트(80)에 열팽창이나 건조 후의 수축에 의해 응력이 발생하는 것을 억제할 수 있으며, 이 응력에 의해 도막(82)이 변형하는 것을 억제할 수 있다.
여기서, 본 실시형태의 구성 요소와 본 발명의 구성 요소와의 대응 관계를 명백히 한다. 본 실시형태의 도막(82)이 본 발명의 처리 대상에 상당하고, 반송 기구(20)가 반송 수단에 상당하며, 필라멘트(32)가 발열체에 상당하고, 내관(36), 외관(40)이 관에 상당하며, 적외선 히터(30)가 적외선 히터에 상당하고, 제2 냉매가 액체에 상당하며, 냉각 기구(60)가 냉각 수단에 상당한다. 또한, 제2 유로(65a)가 액체 유로에 상당하고, 수냉롤(65)이 액체 유로 형성 부재 및 냉각롤에 상당하며, 흡착롤(66) 및 흡기 장치(56)가 흡착 수단에 상당한다. 한편, 본 실시형태에서는, 건조 장치(10)의 동작을 설명함으로써 본 발명의 적외선 처리 방법의 일례도 명백히 하고 있다.
이상 설명한 본 실시형태의 건조 장치(10)에 따르면, 가열에 의해 적외선을 방출하는 필라멘트(32)와, 3.5 ㎛를 초과하는 파장의 적외선을 흡수하며 필라멘트(32)를 덮는 내관(36), 외관(40)을 갖는 적외선 히터(30)에 의해, 롤투롤 방식으로 반송되는 시트 형상의 도막(82)에 대하여 적외선을 방사하여 건조를 행한다. 또한, 도막(82) 중 적외선 히터로부터의 적외선이 조사되어 있는 부분[노체(12) 내의 부분]을 제2 냉매에 의해 냉각한다. 그 때문에, 도막(82)을 제2 냉매에 의해 냉각하면서, 적외선 히터(30)에 의해 도막(82)을 건조시킬 수 있다. 그리고, 액체인 제2 냉매를 이용하여 냉각하기 때문에, 예컨대 송풍을 이용하여 냉각하는 경우와 비교해서 냉각 효율이 높아지며, 도막(82)을 충분히 냉각할 수 있다. 또한, 액체를 이용하여 냉각하기 때문에, 송풍을 이용하여 냉각하는 경우와 비교해서, 시트 형상의 도막(82)의 펄럭임을 충분히 억제할 수 있다. 이 때문에, 송풍에 의한 도막(82)에의 악영향을 충분히 억제할 수 있다. 구체적으로는, 시트(80)나 도막(82)에 대한 송풍이 있으면, 송풍에 의해 시트(80)나 도막(82)이 펄럭여 도막(82)이 변형하거나, 시트(80)의 펄럭임에 의해 도막(82)을 시트(80) 상에 정확히 도포할 수 없는 경우가 있으나, 이러한 것을 보다 억제할 수 있다. 또한, 도막(82) 표면에 송풍을 행하면, 도막(82)의 표면이 거칠어지는 경우가 있으나, 이러한 것도 보다 억제할 수 있다. 한편, 적외선 히터(30)는, 적외선 흡수 재료로 구성된 내관(36), 외관(40)이 필라멘트(32)를 덮고 있다. 그 때문에, 적외선 히터(30)로부터 방사되는 적외선은, 근적외선(파장이 0.7 ㎛∼3.5 ㎛인 적외선 영역)의 비율이 증대한 것이 된다. 근적외선은, 도막(82) 중의 물, 용제 등의 분자 중의 수소 결합을 효율적으로 절단할 수 있기 때문에, 도막(82)의 건조를 효율적으로 행할 수 있다. 이러한 적외선 히터(30)를 이용함으로써, 도막(82)이나 시트(80)의 온도를 제2 냉매에 의해 비교적 낮게 유지한 채로, 도막(82)으로부터의 수분이나 용제의 증발 속도를 높여 충분한 건조를 행할 수 있다.
또한, 냉각 기구(60)는, 벨트 컨베이어(61)에 의해 도막(82)을 반송 가능하게 지지하고 있다. 냉각 기구(60)는, 액체인 제2 냉매를 도막(82)에 간접적으로 접촉시켜 도막(82)을 냉각하며, 냉각 기구(60)가 이 간접적인 접촉으로 도막(82)의 지지를 행하고 있다.
또한, 냉각 기구(60)는, 도막(82)을 지지하며 또한 도막(82)과 함께 반송 방향으로 회전 가능한 링 형상의 벨트(62)를 갖는 벨트 컨베이어(61)를 갖고, 수냉롤(65)은, 벨트(62)의 링보다도 내측을 제2 냉매가 통과하도록 제2 유로(65a)를 형성하고 있으며, 제2 유로(65a)가 벨트(62)의 내주면 중 도막(82)측인 상측 부분(62a)의 하면에 접촉 가능하게 구성되어 있다. 이에 따라, 벨트 컨베이어(61)로 시트(80) 및 도막(82)을 지지하기 때문에, 반송 기구(20)로부터 가해지는 반송 방향의 장력을 작게 하면서 시트(80) 및 도막(82)의 반송을 행할 수 있다. 이에 따라, 장력에 의한 시트(80)의 변형을 억제하며, 도막(82)의 변형을 보다 억제할 수 있다. 또한, 벨트(62)를 통해 시트(80)나 도막(82)을 냉각하기 때문에, 제2 유로(65a)를 흐르는 제2 냉매(수적)나 이물 등이 시트(80)의 이면이나 도막(82)에 부착되는 것을 보다 억제할 수 있다. 또한, 시트(80)나 도막(82) 중 노체(12) 내를 통과하는 부분의 반송 방향 양측에는, 닙롤인 구동 롤러(23, 24) 및 종동 롤러(25, 26)가 배치되어 있기 때문에, 시트(80)나 도막(82)에 가해지는 반송 방향의 장력을 보다 억제할 수 있다.
또한, 벨트 컨베이어(61)는, 벨트(62)에 복수의 구멍이 형성되어 있고, 건조 장치(10)는, 벨트(62)의 구멍의 내부를 감압하여 시트(80)나 도막(82)을 벨트(62)에 흡착시키는 흡착롤(66) 및 흡기 장치(56)를 구비하고 있다. 그 때문에, 시트(80)나 도막(82)을 벨트(62)에 흡착시킴으로써, 벨트(62)를 통해 시트(80)나 도막(82)의 보다 균일한 냉각이 가능해지며, 또한, 시트(80)나 도막(82)의 펄럭임을 보다 억제할 수 있다.
그리고, 적외선 히터(30)는, 도막(82)보다도 연직 상측에 배치되어 있다. 그 때문에, 시트(80)나 도막(82)을 연직 하측으로부터 냉각하는 냉각 기구(60)의 위치에 관계없이, 적외선 히터로부터의 파장 3.5 ㎛ 이하의 적외선을 직접 도막(82)에 조사하기 쉽다.
그리고 또한, 구동 롤러(63), 구동 롤러(64), 수냉롤(65), 및 흡착롤(66)은, 모두 적외선 히터(30)의 바로 아래의 영역에는 존재하지 않고, 적외선 히터(30)로부터 전후 방향으로 어긋나게 위치하도록 배치되어 있다. 그 때문에, 각 롤러가 적외선 히터(30)에 의해 가열되기 어려워지며, 제2 냉매에 의한 시트(80)나 도막(82)의 냉각 효율이 향상된다.
한편, 본 발명은 전술한 실시형태에 조금도 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 한 여러 가지 형태로 실시할 수 있는 것은 물론이다.
예컨대, 전술한 실시형태에서는, 시트(80) 상에 형성된 시트 형상의 도막(82)이 건조 대상인 것으로 하였으나, 건조 대상은 시트 형상이면 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 롤(21)로부터 풀려 반송되는 시트(80) 자체가 건조 대상이어도 좋다.
전술한 실시형태에서는, 수냉롤(65)이 벨트 컨베이어(61)의 벨트(62)를 통해 시트(80)나 도막(82)을 냉각하는 것으로 하였으나, 이것에 한정되지 않고 수냉롤(65)이 직접 시트(80)의 이면에 접촉하여 시트(80)나 도막(82)을 냉각해도 좋다. 이 경우, 건조 장치(10)가 벨트 컨베이어(61)[벨트(62)]를 구비하지 않는 것으로 해도 좋다.
전술한 실시형태에서는, 수냉롤(65) 및 흡착롤(66)은 종동 롤러인 것으로 하였으나, 이들 중 1 이상이 구동 롤러여도 좋다.
전술한 실시형태에서는, 벨트 컨베이어(61)는 벨트(62)를 회전 구동시키는 구동 롤러(63, 64)를 가지며, 이 구동 롤러(63, 64)에 의해 벨트(62)를 회전 구동시킴으로써 시트(80)나 도막(82)을 반송하는 것으로 하였으나, 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 구동 롤러(63), 구동 롤러(64) 대신에 종동 롤러를 구비하는 구성으로 해도 좋다. 즉, 벨트 컨베이어(61)는, 시트(80)나 도막(82)을 스스로 반송은 하지 않고, 반송 기구(20)에 의한 시트(80)의 반송에 따라 시트(80)와의 마찰력에 의해 벨트(62)가 종동적으로 회전하는 것으로 해도 좋다.
전술한 실시형태에 있어서, 벨트 컨베이어(61)의 벨트(62)는, 파장 3.5 ㎛ 이하의 적외선을 반사하는 적외선 반사 재료로 형성되어 있어도 좋다. 이러한 적외선 반사 재료로서는, 예컨대 SUS304나 알루미늄 등의 금속을 들 수 있다. 이렇게 하면, 적외선 히터(30)로부터의 적외선을 벨트(62)가 반사하여 도막(82)에 방사할 수 있기 때문에, 도막(82)을 보다 효율적으로 건조시킬 수 있다. 이 경우, 벨트(62)는, 파장 3.5 ㎛ 이하의 적외선의 전체 반사율이 80% 이상인 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 전술한 수냉롤(65)이 직접 시트(80)의 이면에 접촉하는 형태로 하는 경우에는, 수냉롤(65)[특히 수냉롤(65)의 외주면]을 구성하는 부재를 적외선 반사 재료로 형성해도 좋다. 또한, 벨트(62)나 수냉롤(65)을 적외선 반사 재료로 형성하는 경우에 한정되지 않고, 표면에 적외선 반사 재료로 이루어지는 적외선 반사층을 형성해도 좋다. 이러한 적외선 반사층의 재료로서는, 예컨대 금, 백금, 알루미늄 등을 들 수 있다. 적외선 반사층은, 예컨대 스퍼터링이나 CVD, 용사와 같은 성막(成膜) 방법에 의해 벨트(62)나 수냉롤(65)의 표면을 코팅하여 형성해도 좋다.
전술한 실시형태에서는, 벨트(62)의 내주면보다도 내측에 배치된 수냉롤(65) 내의 제2 유로(65a)에 제2 냉매를 유통시키는 것으로 하였으나, 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 벨트(62)의 내부에 제2 유로가 형성되어 있어도 좋다. 도 3은, 변형예의 건조 장치(110)의 종단면도이다. 변형예의 건조 장치(110)는, 냉각 기구(60)를 대신하여 냉각 기구(160)를 구비하고 있다. 냉각 기구(160)는, 벨트 컨베이어(161)와 제2 냉매 공급원(54)을 구비하고 있다. 벨트 컨베이어(161)는, 내부에 제2 유로(162c)를 갖는 벨트(162)와, 구동 롤러(63, 64)와, 복수(도 3에서는 5개)의 종동 롤러(165)를 구비하고 있다. 벨트(162)는, 예컨대 금속판을 일체 성형 또는 용접하여 구성된 것이며, 링의 외주 부분을 구성하는 외벽(162d)과, 내주 부분을 구성하는 내벽(162e)과, 외벽(162d)과 내벽(162e)을 좌우단[도 3의 지면(紙面) 앞쪽-안쪽 방향의 단부]에서 접속하는 도시하지 않은 좌측벽 및 우측벽을 갖고 있다. 또한, 외벽(162d), 내벽(162e), 좌측벽 및 우측벽으로 둘러싸인 공간이 제2 유로(162c)로 되어 있다. 벨트(162)는, 구동 롤러(63, 64), 종동 롤러(165)에 내벽(162e)의 내주면에서 접촉하고 있으며, 이들에 링 형상으로 걸쳐져 있다. 벨트(162)는, 도막(82)측(도 3의 상측)의 부분인 상측 부분(162a)과, 도막(82)과는 반대측(도 3의 하측)의 부분인 하측 부분(162b)을 갖고 있고, 상측 부분(162a)[특히, 외벽(162d)의 상면]이 시트(80)의 이면에 접하여 시트(80) 및 도막(82)을 지지하고 있다. 또한, 벨트(162)는, 제2 유로(162c)로부터 벨트(162)의 외부로 통하는 도시하지 않은 제2 냉매 출입구를 좌측벽 및 우측벽에 하나씩 갖고 있다. 제2 냉매 공급원(54)으로부터 공급된 제2 냉매는, 한쪽의 제2 냉매 출입구로부터 제2 유로(162c)로 유입되고, 제2 유로(162c) 및 다른쪽의 제2 냉매 출입구를 통과하여 외부로 흐르도록 되어 있다. 한편, 제2 냉매 공급원(54)으로부터 한쪽의 제2 냉매 출입구까지의 배관은, 벨트(162)의 회전에 추종할 수 있도록 예컨대 수지 등으로 이루어지는 가요성의 관으로 접속되어 있다. 한편, 벨트(162)는, 전술한 적외선 반사 재료로 형성하는 것이 바람직하다. 이 변형예의 건조 장치(110)에서도, 전술한 실시형태와 마찬가지로, 도막(82) 중 적외선 히터(30)로부터의 적외선이 조사되어 있는 부분을, 제2 유로(162c)를 흐르는 제2 냉매에 의해 냉각할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시형태와 마찬가지로, 도막(82)에 적외선을 방사하여 처리할 때에, 시트(80)나 도막(82)을 충분히 냉각하면서, 시트(80)나 도막(82)의 펄럭임을 충분히 억제할 수 있다. 또한, 전술한 실시형태와 비교해서 벨트(162) 전체를 냉각할 수 있기 때문에, 시트(80)나 도막(82)을 보다 균일하게 냉각할 수 있다. 또한, 시트(80)나 도막(82)을 충분히 냉각하기 쉽다. 한편, 벨트(162)는, 외벽(162d)과 내벽(162e)을 상하로 지지하여 양자의 간격을 유지하는 기둥 형상의 스페이서를 복수 구비하고 있어도 좋다.
전술한 실시형태에서는, 제2 유로(65a)를 형성하는 수냉롤(65)의 외관이 벨트(62)의 내주면에 접촉하고 있는 것으로 하였으나, 이것에 한정되지 않고, 제2 냉매가 직접 벨트(62)에 접촉해도 좋다. 도 4는, 변형예의 건조 장치(210)의 종단면도이다. 도 5는, 도 4의 B-B 단면도이다. 도 6은, 제2 유로 형성 부재(270)의 사시도이다. 한편, 도 6에서는, 제2 냉매 출입구(272)의 도시는 생략하고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 변형예의 건조 장치(210)는, 냉각 기구(260)가, 벨트 컨베이어(261)와, 제2 유로 형성 부재(270)를 갖고 있다. 벨트 컨베이어(261)는, 수냉롤(65) 및 흡착롤(66)을 구비하지 않는 점 이외에는, 전술한 벨트 컨베이어(61)와 동일한 구성이다. 제2 유로 형성 부재(270)는, 벨트(62)의 상측 부분(62a)과 하측 부분(62b) 사이에 배치되며, 대략 직육면체로 형성된 구조체이다. 제2 유로 형성 부재(270) 중 상측 부분(62a)측의 단부(도 4∼도 6의 상단)는 개구(271)로 되어 있다. 제2 유로 형성 부재(270)는, 시트(80)나 도막(82)측을 향한 이 개구(271)를 갖는 대략 직육면체의 공동(空洞)을 갖고 있으며, 이 공동 내부가 제2 유로(270a)로 되어 있다. 또한, 제2 유로 형성 부재(270)에는, 제2 유로(270a)와 제2 유로 형성 부재(270)의 외부를 접속하는 제2 냉매 출입구(272)(도 5 참조)가 2개 형성되어 있다. 제2 냉매 공급원(54)으로부터 공급된 제2 냉매는, 한쪽의 제2 냉매 출입구(272)(도 5의 좌측)로부터 제2 유로(270a)로 유입되고, 제2 유로(270a) 및 다른쪽의 제2 냉매 출입구(272)(도 5의 우측)를 통과하여 외부로 흐르도록 되어 있다. 또한, 제2 유로 형성 부재(270)는, 개구(271)의 외주를 둘러싸는 수지제의 탄성체인 누설 방지 고무(275)를 갖고 있다. 누설 방지 고무(275)는, 개구(271)의 반송 방향의 양측(전후 방향의 양측)에 배치된 누설 방지 고무(275a, 275b)(도 4, 도 6 참조)와, 개구(271)의 좌우 방향의 양측에 배치된 누설 방지 고무(275c, 275d)(도 5, 도 6 참조)를 구비하고 있다. 이 누설 방지 고무(275)는, 상면이 벨트(62)의 내주면[상측 부분(62a)의 하면]에 압박된 상태로 배치되어 있다. 이 변형예의 건조 장치(210)에서도, 전술한 실시형태와 마찬가지로, 도막(82) 중 적외선 히터(30)로부터의 적외선이 조사되어 있는 부분을, 제2 유로(270a)를 흐르는 제2 냉매에 의해 냉각할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시형태와 마찬가지로, 도막(82)에 적외선을 방사하여 처리할 때에, 시트(80)나 도막(82)을 충분히 냉각하면서, 시트(80)나 도막(82)의 펄럭임을 충분히 억제할 수 있다. 또한, 제2 냉매가 벨트(62)에 직접 접촉하고 있기 때문에, 예컨대 제2 냉매가 전술한 수냉롤(65)의 외관이나 제2 유로 형성 부재(270) 등의 액체 유로 형성 부재를 통해 벨트(62)(및 처리 대상)를 냉각하는 경우와 비교해서, 냉각 효율을 보다 높일 수 있다. 또한, 제2 냉매가 직접 접촉하는 벨트(62)의 내주면에 누설 방지 고무(275)가 접촉하고 있기 때문에, 시트(80)의 반송시에 제2 냉매가 제2 유로(270a)의 개구된 부분[개구(271)]으로부터 외부로 누설되는 것을 보다 억제할 수 있다. 또한, 반송 방향(도 4의 우측 방향)에 위치하는 누설 방지 고무(275b)에 대해서는, 벨트(62)에 부착된 제2 냉매를 긁어내는 역할도 수행한다. 한편, 누설 방지 고무(275)는, 반송 방향의 양측에 위치하는 누설 방지 고무(275a, 275b)만을 구비하고 있어도 좋다. 환언하면 누설 방지 고무(275c, 275d)의 부분이 탄성체가 아니어도 좋다. 제2 냉매는 반송 방향을 따른 방향으로 비교적 누설되기 쉽기 때문이다. 또는, 누설 방지 고무(275)를 구비하지 않고 제2 유로 형성 부재(270)의 상단이 직접 벨트(62)에 접촉하고 있어도 좋다. 또한, 변형예의 건조 장치(210)에 있어서, 벨트 컨베이어(261)를 갖지 않는 것으로 하고, 제2 냉매가 직접 시트(80)의 이면에 접촉하도록 해도 좋다. 또는, 이 변형예의 건조 장치(210)에 있어서, 적외선 히터(30)를 제2 유로(270a) 내에 배치해도 좋다. 예컨대, 적외선 히터(30)가 제2 유로 형성 부재(270) 및 제2 유로(270a)를 반송 방향에 수직으로(도 5의 좌우 방향으로) 관통하도록 부착해도 좋다. 이렇게 함으로써, 제2 냉매에 의해 적외선 히터(30)의 표면도 냉각할 수 있다. 이 경우, 제2 유로 형성 부재(270)는 적외선 반사 재료로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 제2 냉매는, 적외선의 투과 극대 파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선 영역에 있는 액체를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 파장 3.5 ㎛ 이하의 적외선의 전체 투과율이 80% 이상인 액체를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 적외선을 투과시키기 쉬운 재료를 이용함으로써, 적외선 히터(30)로부터의 적외선을 효율적으로 도막(82)에 방사할 수 있다. 벨트(62)나 시트(80)에 대해서도, 마찬가지로 적외선을 투과시키기 쉬운 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 한편, 시트(80) 자체가 처리 대상인 경우에는, 시트(80)가 적외선을 반드시 투과시킬 필요는 없다.
전술한 실시형태에서는, 건조 중의 공간(12a)의 분위기에 대해서 언급하지 않았으나, 공간(12a)은 상압하로 해도 좋고, 감압하나 진공하로 해도 좋다. 여기서, 감압하에서는 비교적 송풍을 하기 어렵고, 진공하에서는 송풍할 수 없다. 그 때문에, 이러한 분위기하에서 건조를 행하는 경우에는, 액체인 제2 냉매를 이용하여 시트(80)나 도막(82) 등의 건조 대상을 냉각하는 의의가 높다.
전술한 실시형태에 있어서, 건조 장치(10)가 도막(82)의 표면을 향해, 또는 도막(82)의 표면과 평행하게 송풍을 행하는 송풍 장치를 구비하는 것으로 하거나, 송풍을 포함하는 공간(12a)의 분위기를 배기하는 배기 장치를 더 구비하는 것으로 해도 좋다. 건조 장치(10)가 송풍 장치 등을 구비하는 것으로 해도, 시트(80)나 도막(82)은 제2 냉매에 의해 충분히 냉각할 수 있기 때문에, 송풍에 의한 도막(82)에의 전술한 악영향을 충분히 억제하도록 적절하게 풍량이나 풍속을 작은 값으로 할 수 있다. 그리고, 송풍을 행함으로써, 도막(82)으로부터 증발된 수분이나 용제를 신속히 제거할 수 있기 때문에, 건조 효율을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 송풍 장치가, 시트(80)나 도막(82) 중 벨트 컨베이어(61)로 지지되어 있는 부분의 표면을 향해 송풍을 행함으로써, 시트(80)나 도막(82)의 펄럭임을 보다 억제할 수도 있다. 또한, 건조 장치(10)가 적외선 히터(30)와 송풍구가 되는 노즐을 구비한 노즐을 갖는 히터를 갖고 있고, 이 노즐을 갖는 히터에 의해 적외선의 방사와 송풍을 함께 행해도 좋다.
전술한 실시형태에서는, 건조 장치(10)는 연속식으로 하였으나, 롤투롤 방식으로 처리 대상을 반송하는 것이면, 이것에 한정되지 않고, 예컨대 간헐 이송식으로 해도 좋다. 간헐 이송식으로 하는 경우, 건조 장치(10)는, 예컨대, 시트(80) 상에 도막(82)을 형성하는 도막 형성 공정과, 시트(80)를 반송하여 도막(82)을 노체(12)의 내부에 반입하는 반입 공정과, 노체(12) 내부에서 시트(80)의 반송을 정지하여 도막(82)을 건조시키는 건조 공정과, 시트(80)를 반송하여 건조 후의 도막(82)을 반출하는 반출 공정을 행하는 것으로 해도 좋다. 이때, 건조로(10)는, 복수의 도막(82)을 연속적으로 효율적으로 건조시킬 수 있도록, 도막(82)의 건조 공정과, 다음의 도막(82)의 도막 형성 공정을 동시에 행해도 좋다. 마찬가지로, 건조 후의 도막(82)의 반출 공정과, 다음으로 건조시킬 도막(82)의 반입 공정을 동시에 행해도 좋다. 간헐 이송식으로 함으로써, 건조로(10)는 건조 공정에 있어서 시트(80)의 반송을 정지하기 때문에, 예컨대 도막 형성 공정에 있어서 스크린 인쇄 등에 의해 도막(82)을 형성하는 경우에 정밀도 좋게 도막(82)을 인쇄할 수 있다.
전술한 실시형태에서는, 건조 대상인 도막(82)으로서, 건조 후에 MLCC(적층 세라믹 커패시터)용의 박막으로서 이용되는 것을 예시하였으나, 건조 대상은 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 도막(82)을 리튬 이온 이차 전지용의 전극이 되는 도막으로 해도 좋다. 이러한 도막으로서는, 예컨대, 전극재(정극 활물질 또는 부극 활물질)와 바인더와 도전재와 용제를 함께 혼련한 전극재 페이스트를, 시트(80) 상에 도포한 것 등을 들 수 있다. 또한, 이 경우의 시트(80)는, 알루미늄이나 구리 등의 금속 시트로 해도 좋다. 또는, 도막(82)은, LTCC(저온 소성 세라믹스)나 그 외의 그린시트용의 박막으로서 이용되는 것으로 해도 좋다.
전술한 실시형태에서는, 건조 장치(10)는 적외선을 이용하여 도막(82)을 건조시키는 것으로 하였으나, 적외선을 이용하여 처리 대상을 처리하는 적외선 처리 장치이면 되고, 건조로에 한정되지 않는다. 적외선을 이용한 다른 처리로서는, 예컨대, 처리 대상의 가교, 이미드화 등의 화학 반응이나, 탈수, 어닐링 등을 들 수 있다.
이 출원은, 2013년 8월 12일에 출원된 일본국 특허 출원 제2013-167482호를 우선권 주장의 기초로 하고 있으며, 인용에 의해 그 내용 모두가 본 명세서에 포함된다.
본 발명은, 적외선을 이용한 가열이나 건조 등의 처리가 필요한 산업, 예컨대 리튬 이온 이차 전지의 전극 도막을 제조하는 전지 산업이나, MLCC 또는 LTCC 등을 제조하는 세라믹스 산업 등에 이용 가능하다.
10: 건조 장치 12: 노체
12a: 공간 13: 전단면
14: 후단면 15, 16: 개구
20: 반송 기구 21, 22: 롤
23, 24: 구동 롤러 25, 26: 종동 롤러
30: 적외선 히터 32: 필라멘트
34: 전기 배선 36: 내관
37: 온도 센서 38: 히터 본체
40: 외관 42: 캡
44: 배선 인출부 46: 제1 냉매 출입구
48: 제1 유로 49: 홀더
50: 전력 공급원 52: 제1 냉매 공급원
54: 제2 냉매 공급원 56: 흡기 장치
60: 냉각 기구 61: 벨트 컨베이어
62: 벨트 62a: 상측 부분
62b: 하측 부분 63, 64: 구동 롤러
65: 수냉롤 65a: 제2 유로
66: 흡착롤 80: 시트
82: 도막 90: 컨트롤러
110: 건조 장치 160: 냉각 기구
161: 벨트 컨베이어 162: 벨트
162a: 상측 부분 162b: 하측 부분
162c: 제2 유로 162d: 외벽
162e: 내벽 165: 종동 롤러
210: 건조 장치 260: 냉각 기구
261: 벨트 컨베이어 270: 제2 유로 형성 부재
270a: 제2 유로 271: 개구
272: 제2 냉매 출입구 275, 275a∼275d: 누설 방지 고무
12a: 공간 13: 전단면
14: 후단면 15, 16: 개구
20: 반송 기구 21, 22: 롤
23, 24: 구동 롤러 25, 26: 종동 롤러
30: 적외선 히터 32: 필라멘트
34: 전기 배선 36: 내관
37: 온도 센서 38: 히터 본체
40: 외관 42: 캡
44: 배선 인출부 46: 제1 냉매 출입구
48: 제1 유로 49: 홀더
50: 전력 공급원 52: 제1 냉매 공급원
54: 제2 냉매 공급원 56: 흡기 장치
60: 냉각 기구 61: 벨트 컨베이어
62: 벨트 62a: 상측 부분
62b: 하측 부분 63, 64: 구동 롤러
65: 수냉롤 65a: 제2 유로
66: 흡착롤 80: 시트
82: 도막 90: 컨트롤러
110: 건조 장치 160: 냉각 기구
161: 벨트 컨베이어 162: 벨트
162a: 상측 부분 162b: 하측 부분
162c: 제2 유로 162d: 외벽
162e: 내벽 165: 종동 롤러
210: 건조 장치 260: 냉각 기구
261: 벨트 컨베이어 270: 제2 유로 형성 부재
270a: 제2 유로 271: 개구
272: 제2 냉매 출입구 275, 275a∼275d: 누설 방지 고무
Claims (15)
- 시트 형상의 처리 대상에 적외선을 방사하여 처리를 행하는 적외선 처리 장치에 있어서,
롤투롤(roll to roll) 방식으로 상기 처리 대상을 반송 방향으로 반송하는 반송 수단과,
가열에 의해 적외선을 방사하는 발열체와, 3.5 ㎛를 초과하는 파장의 적외선을 흡수하며 상기 발열체를 덮는 관을 갖고, 상기 처리 대상에 적외선을 방사하는 적외선 히터와,
상기 처리 대상 중 상기 적외선 히터로부터의 적외선이 조사되어 있는 부분을 액체에 의해 냉각하는 냉각 수단
을 구비한 적외선 처리 장치. - 제1항에 있어서, 상기 냉각 수단은, 상기 처리 대상을 반송 가능하게 지지하는 것인 적외선 처리 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 냉각 수단은, 상기 액체가 유통 가능한 액체 유로를 형성하는 액체 유로 형성 부재를 갖는 것인 적외선 처리 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 냉각 수단은, 상기 처리 대상을 반송 가능하게 지지하며 또한 상기 처리 대상과 함께 상기 반송 방향으로 회전 가능한 링 형상의 벨트를 갖는 벨트 컨베이어를 갖고,
상기 액체 유로 형성 부재는, 상기 벨트의 링보다도 내측을 상기 액체가 통과하도록 상기 액체 유로를 형성하고 있으며,
상기 액체 유로 형성 부재와 상기 액체 유로를 통과하는 액체 중 적어도 한쪽이 상기 벨트의 내주면 중 상기 처리 대상측에 접촉 가능하게 구성되어 있는 것인 적외선 처리 장치. - 제4항에 있어서, 상기 벨트 컨베이어는, 상기 벨트에 복수의 구멍이 형성되어 있고,
상기 벨트의 구멍의 내부를 감압하여 상기 처리 대상을 상기 벨트에 흡착시키는 흡착 수단
을 구비한 것인 적외선 처리 장치. - 제3항에 있어서, 상기 액체 유로 형성 부재는, 내부에 상기 액체 유로를 형성하는 냉각롤인 것인 적외선 처리 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 냉각 수단은, 상기 처리 대상을 반송 가능하게 지지하며 또한 상기 처리 대상과 함께 상기 반송 방향으로 회전 가능한 링 형상의 벨트를 갖는 벨트 컨베이어를 갖고,
상기 벨트는, 내부에 상기 액체 유로를 형성하는 상기 액체 유로 형성 부재로서 구성되어 있는 것인 적외선 처리 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적외선 히터는, 상기 처리 대상보다도 연직 상측에 배치되어 있는 것인 적외선 처리 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 액체 유로 형성 부재는, 상기 처리 대상측을 향해 개구되며 상기 액체가 상기 처리 대상에 직접적 또는 간접적으로 접촉하면서 유통 가능한 상기 액체 유로를 형성하고 있는 것인 적외선 처리 장치.
- 제9항에 있어서, 상기 액체 유로 형성 부재는, 상기 개구의 상기 반송 방향의 양단에 배치되며 상기 처리 대상에 직접적 또는 간접적으로 접촉하는 탄성체를 갖는 것인 적외선 처리 장치.
- 제9항에 있어서, 상기 적외선 히터는, 상기 액체 유로 내에 배치되어 있는 것인 적외선 처리 장치.
- 제11항에 있어서, 상기 액체는, 적외선의 투과 극대 파장이 3.5 ㎛ 이하인 적외선 영역에 있는 것인 적외선 처리 장치.
- 제12항에 있어서, 상기 액체 유로 형성 부재는, 상기 액체 유로를 형성하는 표면이 파장 3.5 ㎛ 이하의 적외선을 반사하는 적외선 반사 재료로 구성되어 있는 것인 적외선 처리 장치.
- 롤투롤 방식으로 시트 형상의 처리 대상을 반송 방향으로 반송하는 반송 수단과, 가열에 의해 적외선을 방사하는 발열체와 3.5 ㎛를 초과하는 파장의 적외선을 흡수하며 상기 발열체를 덮는 관을 갖는 적외선 히터를 구비한 적외선 처리 장치에 의한 적외선 처리 방법에 있어서,
상기 적외선 히터로부터 상기 처리 대상에 적외선을 방사하면서, 상기 처리 대상 중 상기 적외선 히터로부터의 적외선이 조사되어 있는 부분을 액체에 의해 냉각하는 공정
을 포함하는 적외선 처리 방법. - 제14항에 있어서, 감압하 또는 진공하의 분위기에서 상기 공정을 행하는 것인 적외선 처리 방법.
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