WO2023190232A1

WO2023190232A1 - 乾燥システム

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Publication number: WO2023190232A1
Application number: PCT/JP2023/011978
Authority: WO
Inventors: 敦渡邉; 融太山田; 常範小森
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2022-03-31
Filing date: 2023-03-24
Publication date: 2023-10-05
Anticipated expiration: 2024-09-30
Also published as: JP2023149463A

Abstract

塗膜を加熱しても基材に皺が生じることを防ぐことができる乾燥システムを提供することを目的としている。具体的には、ロールツーロールにより搬送する基材の搬送経路上に設けられ、基材を搬送しながら基材に塗布された塗膜を乾燥させる乾燥システムであって、基材に塗布された塗膜を加熱し、塗膜に含まれる溶媒を気化させる加熱部と、塗膜に含まれる溶媒の量を調節する調湿手段と、を備えており、前記調湿手段は、少なくとも搬送される基材が前記加熱部を通過して最初に所定の抱き角をもって接触する第１の搬送ロールと接触するときに、基材上の塗膜に含まれる溶媒が所定量になるよう調節する構成とする。

Description

乾燥システム

　本発明は、シート状の基材を搬送しながら、基材に形成された塗膜を乾燥する乾燥システムに関するものである。

　従来、リチウムイオン電池の電池用極板の製造工程の中には、ロールツーロール方式の搬送装置により搬送されるシート状の基材に対して、活物質、バインダー、導電助剤および溶媒を含む電極材料のスラリーを塗布して塗膜を形成し、形成した塗膜を乾燥装置により乾燥する工程がある。

　一般的なロールツーロール方式の搬送装置は、基材を巻き出す巻出ロールと、基材を巻き取る巻取ロールと、巻出ロールから巻き出された基材が巻取ロールに巻き取られるまでに経由する搬送ロールと、を有している（たとえば、下記特許文献１）。そして、搬送装置は、巻出ロール、巻取ロール、および搬送ロールは、基材に所定の張力を付与しながら搬送している。

　従来の乾燥装置は、搬送装置による基材の搬送経路上に設けられ、基材が通過する筐体部と、筐体部内に設けられたノズルと、を有している（たとえば、下記特許文献１）。この乾燥装置は、基材に対してノズルの吹き出し口から気体を吹き付けて筐体部内の温度を高めることによって、搬送される基材上の塗膜を加熱し、溶媒を気化させることで塗膜を乾燥させている。

特開２０１２－０９７９１７号公報

　しかし、上記のような従来の乾燥装置では、基材に皺が生じてしまう場合があった。

　具体的に説明する。一般的に塗膜は、活物質、バインダー、および導電助剤といった微小な粉体によって構成されている。このように塗膜は粉体により構成されているため、塗膜には粉体同士の隙間である空孔が形成される。そして、塗膜は、乾燥装置により加熱されて乾燥する過程で、表面から内部へと順番に乾燥する。そのため、加熱後の塗膜表面は、塗膜内部と比較して溶媒の量が少ない状態となる。これにより、溶媒の量が多い塗膜内部における空孔と比較して、溶媒の量が少ない塗膜表面における空孔のサイズが小さくなるため、塗膜に変形が生じる（図４（ａ）を参照）。

　そのため、乾燥装置の筐体部を通過した基材が、この基材に対して張力を付与するために所定の抱き角で基材と最初に接触する搬送ロールと接触するときに、この搬送ロールと基材との間で接触しない部分ができる（図４（ａ）を参照）。この基材の搬送ロールと接触しない部分に空気が巻き込まれることによって、その部分に皺が生じる（図４（ｂ）を参照）。特に基材において塗膜が形成されていない部分である不塗布部は、基材において塗膜が形成されている部分である塗布部よりも強度が弱くなっているため、皺が生じやすくなっている。このように基材に皺が生じた結果、基材に位置ずれが生じたり、基材が破断したりする問題が生じる。

　本発明は、上記問題を鑑みてされたものであり、塗膜を加熱しても基材に皺が生じることを防ぐことができる乾燥システムを提供することを目的としている。

　上記課題を解決するための本発明の乾燥システムは、ロールツーロールにより搬送する基材の搬送経路上に設けられ、基材を搬送しながら基材に塗布された塗膜を乾燥させる乾燥システムであって、基材に塗布された塗膜を加熱し、塗膜に含まれる溶媒を気化させる加熱部と、塗膜に含まれる溶媒の量を調節する調湿手段と、を備えており、前記調湿手段は、少なくとも搬送される基材が前記加熱部を通過して最初に所定の抱き角をもって接触する第１の搬送ロールと接触するときに、基材上の塗膜に含まれる溶媒が所定量になるよう調節することを特徴としている。

　上記乾燥システムによれば、調湿手段を有し、この調湿手段は、搬送される基材が加熱部を通過して最初に所定の抱き角をもって接触する第１の搬送ロールと接触するときに、基材上の塗膜に含まれる溶媒が所定量になるよう塗膜に含まれる溶媒の量を調節するため、塗膜表面と塗膜内部とで塗膜が含む溶媒の量に差が生じて変形することを防ぐことができる。そのため、基材が第１の搬送ロールと接触しても皺の発生を防ぐことができる。したがって、塗膜を加熱しても基材に皺が生じることを防ぐことができる。

　また、前記調湿手段は、前記加熱部と前記第１の搬送ロールとの間に位置するよう設けられ、塗膜を加湿する加湿部を有する構成としてもよい。

　この構成によれば、第１の搬送ロールの近傍で塗膜に含まれる溶媒の量を調節することができるため、基材と第１の搬送ロールが接触するときに基材上の塗膜が変形していることを確実に防ぐことができる。

　また、前記調湿手段は、前記加熱部により加熱された塗膜を徐冷する徐冷部を有している構成としてもよい。

　この構成によれば、加熱部により加熱されて高温な状態となっている塗膜の温度を徐冷して下げることによって、塗膜が高温な状態のときよりも溶媒を吸収および吸湿しやすい状態にすることができる。

　また、塗膜に含まれる溶媒の量を計測する液量測定手段を備え、前記液量測定手段による測定結果に基づいて前記調湿手段により塗膜に含まれる溶媒の量を調節する構成としてもよい。

　この構成によれば、液量測定手段により塗膜に含まれる溶媒の量を測定した結果に基づいて塗膜に含まれる溶媒の量を調節するため、塗膜に含まれる溶媒の量の調節が容易になる。

　また、前記第１の搬送ロールを通過した基材の状態を評価する評価手段と、前記評価手段による評価結果と、この評価結果と関係するパラメータのうち、少なくとも前記加熱部により塗膜を加熱するために設定する加熱パラメータと、前記調湿手段により塗膜に含まれる溶媒の量を調節するために設定する調湿パラメータと、を紐づけてデータとして蓄積する制御部と、を備え、前記制御部は、前記加熱部による塗膜の加熱および前記調湿手段による塗膜に含まれる溶媒の量の調節を行う前に、蓄積した前記データをもとに前記評価手段による評価結果を予測し、適した加熱パラメータおよび調湿パラメータを選択する構成としてもよい。

　この構成によれば、蓄積したデータをもとに評価手段による評価結果を予測し、蓄積したデータをもとに適した加熱パラメータ、および調湿パラメータを選択するため、基材Ｗの状態を容易に基準以上の状態にすることができる。

　本発明の乾燥システムによれば、塗膜を加熱しても基材に皺が生じることを防ぐことができる。

本発明の一実施形態における乾燥システムを備えた塗布装置を概略的に示す図である。本発明の一実施形態における乾燥システムを説明するための図である。本発明の一実施形態における塗膜と基材の状態を説明するための図である。従来の乾燥装置により塗膜を乾燥したあとの塗膜と基材の状態を説明するための図である。

　本発明の一実施形態における乾燥装置について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、水平方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向と表現し、ＸＹ平面と垂直な方向（つまり、鉛直方向）をＺ軸方向と表現する。

　図１は、本実施形態における乾燥システム２を備える塗布装置１を概略的に示す図である。図２は、本実施形態における乾燥システム２を説明するための図であり、加熱部２１の側面断面図を示している。図３は、本実施形態における塗膜Ｍと基材Ｗの状態を説明するための図であり、図３（ａ）は塗膜Ｍの表面と内部とで水分量に差が生じている状態、図３（ｂ）は水分量が所定量に調節された塗膜Ｍの状態、図３（ｃ）は第１の搬送ロール１１ｅを通過後の塗膜Ｍと基材Ｗの状態を示している。

　本発明の乾燥システム２を備えた塗布装置１は、図１に示すようにシート状の基材Ｗを搬送する搬送機構１１と、基材Ｗの所定面に塗布液を塗布して塗膜Ｍ（図３（ｃ）を参照）形成する塗布機構１２と、を有している。また、乾燥システム２は、搬送機構１１による基材Ｗの搬送経路上に配置されている。

　なお、本実施形態における基材Ｗの所定面とは基材Ｗの表面のことである。ここでいう、基材Ｗの表面とは後述する塗布機構１２により塗膜Ｍが形成される面である。以下、基材Ｗの所定面を基材Ｗの表面と呼ぶ。

　本実施形態における塗布装置１は、搬送機構１１により搬送される基材Ｗの表面に塗布機構１２により塗膜Ｍを形成し、この塗膜Ｍを乾燥システム２により乾燥させる。

　本実施形態における基材Ｗは、リチウムイオン電池の電池用極板となる金属箔であり、正極を構成する場合はアルミニウム箔などが用いられ、負極を構成する場合は銅箔などが用いられる。この基材Ｗは、一方向に長い帯状のシートであり、搬送機構１１により塗布装置１を構成する各部を経由するよう搬送される。なお、以下の説明では、負極の電池用極板を製造する場合を例に説明する。

　本実施形態における塗布液は、たとえば、活物質Ａ（図３（ａ）を参照）、バインダーＢ（図３（ａ）を参照）、および図示しない導電助剤を溶媒である水分Ｅ（図３（ａ）を参照）により混合させたスラリーのことであり、リチウムイオン電池の負極の電池用極板の材料（所謂、電極材料）として用いられる。この塗布液を基材Ｗに塗布することで、塗膜Ｍが形成される。なお、本実施形態では、活物質Ａには黒鉛（グラファイト）、バインダーＢにはＳＢＲ（スチレン・ブタジエンゴム）、導電助剤にはアセチレンブラックを用いる。

　本実施形態における搬送機構１１は、基材Ｗを搬送するためのものである。搬送機構１１は、図１に示すように基材Ｗを巻き出す巻出ロール１１ａと、基材Ｗを巻き取る巻取ロール１１ｂと、巻出ロール１１ａから巻き出された基材Ｗが巻取ロール１１ｂに巻き取られるまでに経由する搬送ロール１１ｃと、後述する塗布機構１２により塗布液を塗布する位置に基材Ｗを案内する塗布ロール１１ｄと、を有している。この搬送機構１１が有する各々のロールは、円柱状に形成され、この円柱の中心軸を回転軸として回転する。

　巻出ロール１１ａは、図示しない制御部により回転を駆動制御され、所定の速度で基材Ｗを巻き出す。制御部は、たとえば、汎用のコンピュータ装置によって構成されている。また、巻取ロール１１ｂは、巻出ロール１１ａと同様に制御部により回転を駆動制御され、基材Ｗに所定の張力を付与しながら基材Ｗを巻き取る。なお、ここでいう張力は、基材Ｗの搬送方向（図１におけるＸ軸方向）の張力のことである。

　搬送ロール１１ｃは、図１に示すように複数設けられ、基材Ｗが塗布装置１を構成する各部を経由するよう配置されている。この複数の搬送ロール１１ｃのうち一部、またはすべての搬送ロール１１ｃは、巻出ロール１１ａおよび巻取ロール１１ｂと同様に制御部により回転を駆動制御され、基材Ｗに所定の張力を付与しながら基材Ｗを搬送する。

　塗布ロール１１ｄは、図１に示すように後述する塗布機構１２と対向するよう配置されている。そのため、塗布機構１２と一定間隔を保ちながら基材Ｗを搬送することができる。

　これら構成により、搬送機構１１は、所定の張力を基材Ｗに付与しながら基材Ｗを所定の速度で搬送することができる。

　本実施形態における塗布機構１２は、搬送される基材Ｗの表面に塗布液を塗布してストライプ状に塗膜Ｍ（図３（ｃ）を参照）を形成するためのものである。ストライプ状に塗膜Ｍを形成するとは、図３（ｃ）に示すように基材Ｗが、塗膜Ｍが形成された複数の塗布部Ｔと、複数の塗布部Ｔの間に塗膜Ｍが形成されていない不塗布部Ｎを有するよう基材Ｗの幅方向に塗膜Ｍを形成することである。なお、本実施形態では塗布機構１２が、スリットダイであるものを例に説明するが、塗布機構１２はスリットダイに限らず、たとえば、インクジェット塗布用やグラビア塗布用の塗布方式に対応するものであってもよい。

　塗布機構１２は、基材Ｗの幅方向（図１におけるＹ軸方向）に沿って長く形成されている。ここで、前述した塗布ロール１１ｄが、塗布機構１２に対して、塗布ロール１１ｄの回転軸方向と塗布機構１２の幅方向とが平行になるよう所定の間隔を空けて配置されている。

　また、塗布機構１２は、図１に示すように供給路１７に接続され、幅方向に長く塗布液を溜める空間であるマニホールド１３と、このマニホールド１３と繋がった幅方向に広いスリット１４と、幅方向においてスリット１４と同一の長さで開口し、塗布液を吐出する吐出口１５により構成される。これにより、マニホールド１３に溜められた塗布液がスリット１４を経由して、吐出口１５から基材Ｗに吐出される。また、吐出口１５は、塗布ロール１１ｄと基材Ｗを挟んで対向している。すなわち、吐出口１５は基材Ｗの表面側で基材Ｗと対向している。これにより、吐出口１５と基材Ｗとの間隔を一定に保った状態で、基材Ｗに塗布液を塗布することができる。

　そして、塗布機構１２には、基材Ｗに形成する塗膜Ｍをストライプ状にするための図示しないシム板がさらに設けられている。シム板は、たとえば、略櫛型状を有しており、スリット１４を幅方向に分割するよう配置されている。このシム板によりスリット１４を幅方向に分割した状態で塗布液を塗布すると、シム板がない部分から塗布液が塗布され、シム板がある部分から塗布液が塗布されないようになる。これにより、塗膜Ｍをストライプ状に形成することができる。なお、このシム板の形状を変更することで、塗膜Ｍの幅を調節することができるようになっている。すなわち、基材Ｗの幅方向における塗布部Ｔと不塗布部Ｎの幅を調節することができる。

　供給路１７は、マニホールド１３と塗布液が貯留されているタンク１６を接続している。そして、図示しないポンプによりタンク１６から供給路１７を介してマニホールド１３に塗布液を供給する。

　これらの構成を有する塗布機構１２によって、基材Ｗの表面にストライプ状に塗膜Ｍを形成することができる。

　本実施形態における乾燥システム２は、塗布機構１２により基材Ｗの表面に形成された塗膜Ｍを乾燥させるためのものである。乾燥システム２は、図１に示すように搬送機構１１による基材Ｗの搬送経路上において塗布機構１２よりも下流側に設けられ、加熱部２１と、調湿手段３と、を有している。

　加熱部２１は、基材Ｗに形成された塗膜Ｍを加熱するためのものである。この加熱部２１は、図１および図２に示すように筐体部２２と、筐体部２２の内部に設けられ、基材Ｗに向けてガスを吹き付ける加熱ノズル２３と、を有している。ここでいうガスは、たとえば、空気であってもよいし、Ｎ_２ガスやＨｅガス、Ａｒガスのような不活性ガスであってもよい。このガスは、図示しない供給源により高温に加熱されてから加熱ノズル２３に供給される。

　筐体部２２は、基材Ｗの搬送方向に長く形成された箱体であり、この箱体の内部に基材Ｗが通過する空間と、この空間に基材Ｗが出入りするための入口および出口を有している。そして、塗膜Ｍが形成された基材Ｗが搬送機構１１により筐体部２２内を通過するよう搬送される。また、筐体部２２は、基材Ｗの搬送方向において複数の空間に分けられている（詳細は後述する）。

　なお、本実施形態における筐体部２２内には、前述した搬送ロール１１ｃが配置されていない。そのため、筐体部２２内では、基材Ｗは浮いた状態で搬送される。これに対して、本実施形態では、筐体部２２よりも上流側に配置された搬送ロール１１ｃと下流側に配置された搬送ロール１１ｃにより基材Ｗに所定の張力を付与、または／および後述する加熱ノズル２３により基材Ｗの裏面側から熱風を吹き付けることで基材Ｗに揚力を付与した状態で、搬送機構１１により基材Ｗが搬送されて筐体部２２内を通過するようになっている。

　加熱ノズル２３は、基材Ｗに高温のガスを吹き付けることにより塗膜Ｍを加熱するためのものである。この加熱ノズル２３は、基材Ｗの幅方向に長く形成されており、前述したように供給源から高温のガスを供給される空間である図示しない空洞部と、空洞部に供給された高温のガスを吹き出す所謂開口である図示しない吹出口と、を有している。

　この加熱ノズル２３は、筐体部２２内で基材Ｗの下方に配置されて基材Ｗの裏面に高温のガスを吹き付ける下側ノズル２３ａと、筐体部２２内で基材Ｗの上方に配置されて基材Ｗの表面に高温のガスを吹き付ける上側ノズル２３ｂとがあり、これら下側ノズル２３ａと上側ノズル２３ｂは、基材Ｗの搬送方向に交互に配置されている。そのため、基材Ｗに揚力が付与されて基材Ｗが浮揚した状態で、基材Ｗは略直線方向に搬送される。このように略直線的に基材Ｗを搬送させることにより、基材Ｗを浮揚させた状態であっても所定の方向に正確に搬送することができる。なお、筐体部２２内で加熱ノズル２３と基材Ｗを挟んで対向するように搬送ロール１１ｃを設け、この搬送ロール１１ｃにより基材Ｗを下側から支持、搬送してもよい。すなわち、筐体部２２内で基材Ｗを浮揚させずに搬送してもよい。

　これら構成により、加熱部２１は、加熱ノズル２３により基材Ｗに向かって高温のガスを吹き付けて塗膜Ｍを加熱し、塗膜Ｍに含まれる水分Ｅを気化させている。ここで、後述する調湿手段３により塗膜Ｍを完全には乾燥させない。

　調湿手段３は、塗膜Ｍに含まれる溶媒の量を調節するためのものであり、加熱部２１による塗膜Ｍの加熱動作を制御する制御部と、加熱部２１により加熱されている塗膜Ｍを徐冷する図示しない徐冷部と、塗膜Ｍを加湿する図１に示す加湿部３１と、塗膜Ｍに含まれる溶媒の量を測定する図示しない液量測定手段と、を有している。なお、本実施形態における調湿手段３は、塗膜Ｍの水分量を調節する。

　制御部は、前述したように汎用のコンピュータであり、本実施形態では加熱部２１による塗膜Ｍの加熱を制御している。この制御部は、前述した基材Ｗの搬送方向において分けられた筐体部２２の複数の空間のそれぞれに設けられた加熱ノズル２３から吹き出すガスの温度を制御している。すなわち、供給源により各加熱ノズル２３に送るガスの温度を制御している。そして、塗膜Ｍに変形が生じない程度、すなわち図３（ｂ）に示すように塗膜Ｍの表面と内部とで生じる塗膜Ｍに含まれる水分Ｅの量の差を抑えた状態で筐体部２２を通過させることができるよう、各空間において塗膜Ｍを加熱する温度を制御する。以下の説明では、筐体部２２の複数の空間のそれぞれを加熱ゾーン２４と呼ぶ。

　徐冷部は、加熱部２１により加熱されている塗膜Ｍを徐冷するためのものである。この徐冷部は、前述した複数の加熱ゾーン２４のうち一部の加熱ゾーン２４と、その加熱ゾーン２４に設けられた加熱ノズル２３により構成される。本実施形態では、基材Ｗの搬送経路において最も下流に位置する加熱ゾーン２４ｄと、その空間内に設けられた加熱ノズル２３を徐冷部とする。

　この徐冷部では、供給源から加熱していない低温のガスを加熱ゾーン２４ｄ内の加熱ノズル２３に供給し、この低温のガスを加熱ノズル２３により塗膜Ｍに吹き付けるようになっている。そのため、加熱ゾーン２４ａ、加熱ゾーン２４ｂ、および加熱ゾーン２４ｃ内で、加熱されてきた塗膜Ｍの温度を下げることができる。すなわち、筐体部２２を通過する直前に塗膜Ｍの温度を低くすることができる。これにより、塗膜Ｍは、加熱ゾーン２４ａ、加熱ゾーン２４ｂ、および加熱ゾーン２４ｃ内で加熱されて高温な状態になっているときよりも、水分Ｅを吸収および吸湿しやすい状態になる。なお、徐冷部による塗膜Ｍの徐冷動作は、前述した制御部により制御される。

　加湿部３１は、塗膜Ｍを加湿するためのものであり、図１に示すように筐体部２２を通過した基材Ｗが所定の抱き角をもって最初に接触する搬送ロール１１ｃ（以下、第１の搬送ロール１１ｅと呼ぶ）の近傍、かつ筐体部２２と第１の搬送ロール１１ｅとの間に位置するよう配置されている。

　この加湿部３１は、内部に基材Ｗが通過する空間を有する箱体であり、この箱体内に基材Ｗが出入りするための入口および出口を有している。そして、加熱部２１に加熱されたあとの塗膜Ｍを有する基材Ｗが搬送機構１１により加湿部３１内を通過するよう搬送される。

　また、本実施形態における加湿部３１は、水分Ｅを含んだ図示しないフィルターと、フィルターが含む水分Ｅを加熱して蒸発させる図示しないヒーターと、水蒸気を塗膜Ｍに向かって吹き付けるための図示しないファンと、を有する所謂加熱気化式の加湿器を有している。そして、加湿部３１は、塗膜Ｍに含まれる水分量が所定量になるよう塗膜Ｍに対して水蒸気を吹き付け、塗膜Ｍを加湿する。これにより、加湿部３１は、塗膜Ｍの表面から気化した水分Ｅを補うことができる。なお、塗膜Ｍの水分量が所定量になるとは、塗膜Ｍが変形しない程度、すなわち、塗膜Ｍの表面と内部とで塗膜Ｍに含まれる水分Ｅの量に差が生じないように、塗膜Ｍが水分Ｅを含んでいる状態をいう。また、加湿部３１による塗膜Ｍの加湿動作は制御部により制御される。なお、加湿部３１は、内部に加湿空気を充満させることで塗膜Ｍの水分量を調節してもよい。

　液量測定手段は、塗膜Ｍに含まれる溶媒の量（以下、塗膜Ｍの水分量と呼ぶ）を測定するためのものであり、たとえば、赤外線式水分計や色差計のような塗膜Ｍに接触することなく塗膜Ｍの水分量を測定できるものであればよい。この液量測定手段は、本実施形態では、筐体部２２の各加熱ゾーン２４、基材Ｗの搬送経路における筐体部２２と加湿部３１との間、加湿部３１、および基材Ｗの搬送経路における加湿部３１と第１の搬送ロール１１ｅとの間のそれぞれに配置される。そして、液量測定手段は、前述した各部における塗膜Ｍの水分量を測定し、この測定による結果を前述した制御部に送る。

　制御部は、液量測定手段により送られた測定結果に基づいて、塗膜Ｍの水分量が所定の水分量になるように調湿手段３による塗膜Ｍの水分量を調節するための動作を制御するパラメータである調湿パラメータを設定する。ここでいう調湿パラメータとは、たとえば、加湿部３１により塗膜Ｍに吹き付ける水蒸気の量を設定するために制御部から加湿部３１へ送るデータのことである。本実施形態における制御部は、液量測定手段により送られた測定結果をただちにフィードバックする。すなわち、液量測定手段による測定を行ったあとに、ただちにその測定結果にもとづいて調湿パラメータの設定を行い、搬送中の基材Ｗ上の塗膜Ｍの水分量を調湿手段３により調節させる。これにより、調湿手段３は、塗膜Ｍの水分量を所定量に調節する。

　これら構成により、調湿手段３は、筐体部２２を通過した基材Ｗが第１の搬送ロール１１ｅと接触するときに、基材Ｗ上の塗膜Ｍの水分量を所定量になるように調節することができる。そして、基材Ｗが第１の搬送ロール１１ｅと接触したあと、基材Ｗ上に形成された塗膜Ｍは、基材Ｗが巻取ロール１１ｂに巻き取られるまでに自然に乾燥する。なお、搬送ロール１１ｅと巻取ロール１１ｂの間に塗膜Ｍの乾燥を補助するヒーターを設けてもよい。この場合、ヒーターは、塗膜Ｍが変形しない乾燥速度で塗膜Ｍを乾燥させていく。

　また、本実施形態における乾燥システム２は、第１の搬送ロール１１ｅと接触したあとの基材Ｗの状態を評価する評価手段をさらに備えている。評価手段は、基材Ｗを撮像する所謂カメラである図示しない撮像部と、撮像部により撮像した画像に基づいて基材Ｗの状態を評価する図示しない評価部と、を有している。なお、本実施形態では、評価部を制御部の一つの機能とし、以下の説明では制御部と呼ぶ。

　この評価手段は、撮像部により基材Ｗを撮像し、この撮像した画像データと制御部に予め用意された正常な状態の基材Ｗの画像データとを制御部によって比較し、基材Ｗの状態が正常か否かを判定する。ここで、基材Ｗの状態が正常である状態とは、予め制御部に設定した正常な状態であるとする基材Ｗの状態の基準を上回った基材Ｗの状態のことをいい、本実施形態では、基材Ｗに皺がなく、搬送機構１１により搬送されるべき位置からずれていないことをいう。

　また、制御部は、評価手段による評価結果と、この評価結果と関係するパラメータと、液量測定手段による測定結果と、を紐づけてデータとして蓄積する。ここでいう、評価結果と関係するパラメータは、たとえば、加熱部２１により塗膜Ｍを加熱するために設定する加熱パラメータと、調湿手段３により塗膜Ｍの水分量を調節するために設定する前述した調湿パラメータと、塗布機構１２により塗布液を塗布するために設定する塗布パラメータと、乾燥システム２を備える塗布装置１が設置されている室内の温度および湿度を含む環境パラメータと、塗布液に含まれる成分の比率、基材Ｗの材質、および基材Ｗの幅と厚みを含む材料パラメータのことである。

　制御部は、塗布機構１２による塗布液の塗布、加熱部２１による塗膜Ｍの加熱、および調湿手段３による塗膜Ｍの水分量の調節を行う前に、蓄積したデータをもとに評価手段による評価結果を予測する。そして、制御部は、予測した評価結果に対して実際の評価結果が少なくとも基材Ｗの状態が前述した基準を上回るように、蓄積したデータをもとに適した塗布パラメータ、加熱パラメータ、および調湿パラメータを選択する。たとえば、制御部が、環境パラメータに含まれる湿度が通常時よりも比較的に低いパラメータとなっていたことを要因として、塗膜Ｍに含まれる水分量が所定量を満たさずに基材Ｗの状態が基準を下回ることを予測した場合、一部または全部のパラメータを変更して再評価を行い、基準を上回るまでパラメータの変更と評価を繰り返し行う。これにより、基材Ｗの状態が基準を上回るように塗膜Ｍの水分量を所定量に満たさせるための各パラメータを選択することができる。

　この構成により、乾燥システム２は、基材Ｗの状態を基準以上の状態にすることができる。すなわち、基材Ｗに皺や位置ずれがない状態にすることができる。

　また、制御部による各パラメータの選択は人工知能によって行ってもよい。具体的には、制御部に蓄積されるデータから人工知能が学習を行い、それをもとに自動で最適な各パラメータを選択するようにしてもよい。

　このように上記実施形態における乾燥システム２によれば、塗膜Ｍを加熱しても基材Ｗに皺が生じることを防ぐことができる。

　具体的に説明する。塗膜Ｍは、活物質Ａ、バインダーＢ、および導電助剤といった微小な粉体によって構成されている。このように塗膜Ｍは粉体により構成されているため、塗膜には粉体同士の隙間である空孔Ｈ（図３（ｂ）を参照）が形成される。そして、塗膜Ｍは、筐体部２２内で加熱されて乾燥する過程で、表面から内部の順番に乾燥するため、図３（ａ）に示すように塗膜Ｍの表面は、塗膜Ｍの内部と比較して、水分Ｅの量が少ない状態となる。そのため、図３（ａ）に示すように水分Ｅの量が多い塗膜Ｍの内部における空孔Ｈ_２と比較して、水分Ｅの量が少ない塗膜Ｍの表面における空孔Ｈ_１のサイズが小さくなる。すなわち、塗膜Ｍの表面では、前述した粉体同士の隙間が小さくなる。これにより、塗膜Ｍにおける粉体の位置に偏りが生じる。その結果、たとえば、図４（ａ）に示す湾曲したような形状に塗膜Ｍが変形してしまう。

　このように変形した塗膜Ｍを有する基材Ｗが、第１の搬送ロール１１ｅに接触すると、図４（ａ）に示すように第１の搬送ロール１１ｅと接触しない部分が基材Ｗにできる。この基材Ｗの搬送ロール１１ｃと接触しない部分に空気が巻き込まれることによって、その部分に皺が生じる（図４（ｂ）を参照）。特に基材Ｗの不塗布部Ｎは、塗布部Ｔよりも強度が弱くなっているため、皺が生じやすくなっている。このように基材Ｗに皺が生じた結果、基材Ｗに位置ずれが生じたり、基材Ｗが破断したりする問題が生じる。

　これに対して、本実施形態における乾燥システム２は、調湿手段３を有し、この調湿手段３によって、基材Ｗが第１の搬送ロール１１ｅと接触するときに、基材Ｗ上の塗膜Ｍが所定量の水分Ｅを含む状態となるよう塗膜Ｍに含まれる水分量を調節している。そのため、塗膜Ｍの表面と内部とで水分量に差が生じることを防ぐことができるため、塗膜Ｍが変形した状態で、基材Ｗが第１の搬送ロール１１ｅと接触することを防ぐことができる。これにより、基材Ｗに皺が生じることを防ぐことができる。したがって、塗膜Ｍを加熱しても基材Ｗに皺が生じることを防ぐことができる。

　より具体的には、図３（ｂ）に示すように塗膜Ｍの表面と内部とで塗膜Ｍに含まれる水分量に差が生じないよう、制御部により加熱部２１の各加熱ゾーン２４における塗膜Ｍの加熱動作を制御している。そのため、図３（ｂ）に示すように塗膜Ｍの表面と内部の水分量に差が生じることを抑制することができ、塗膜Ｍの表面における空孔Ｈ_２と塗膜Ｍの内部における空孔Ｈ_１のサイズに差が生じることを抑制することができる。これより、塗膜Ｍの変形を抑制することができる。

　そして、本実施形態では、筐体部２２を通過後の基材Ｗ上の塗膜Ｍに対して加湿部３１により塗膜Ｍを加湿しているため、より塗膜Ｍの変形を抑制することができる。具体的には、筐体部２２を通過後に図３（ａ）に示す塗膜Ｍのように塗膜Ｍの表面から水分Ｅが気化することで、塗膜Ｍの内部と比較して水分量が少なくなった塗膜Ｍの表面に対して、加湿部３１は気化した水分Ｅを補うように水分Ｅを添加している。そのため、図３（ｂ）に示すように塗膜Ｍの表面と内部で水分量に差が生じることを防ぐことができる。これにより、筐体部２２から第１の搬送ロール１１ｅに到達するまでに間に塗膜Ｍが変形することを防ぐことができる。したがって、塗膜Ｍの変形をより抑制することができる。

　また、加湿部３１は、第１の搬送ロール１１ｅの近傍で塗膜Ｍの水分量を調節することができるため、基材Ｗと第１の搬送ロール１１ｅが接触するときに基材Ｗ上の塗膜Ｍが変形していることを確実に防ぐことができる。すなわち、基材Ｗと第１の搬送ロール１１ｅが接触したときに基材Ｗに皺が発生することを防ぐことができる。

　また、本実施形態における調湿手段３は、徐冷部を有し、徐冷部により基材Ｗが筐体部２２を通過するまでに塗膜Ｍを徐冷して塗膜Ｍの温度を下げているため、少なくとも塗膜Ｍの温度を加熱部２１により加熱されていたときの温度よりも低くすることができる。そして、塗膜Ｍは高温な状態のときよりも低温の状態のときの方が水分Ｅを吸収しやすくなるため、大気中の水分Ｅや加湿部３１により吹き付けられる水分Ｅを吸収および吸湿しやすくなる。すなわち、塗膜Ｍの水分量を所定量にしやすくなる。これにより、塗膜Ｍの変形をより抑制することができる。

　また、本実施形態における調湿手段３は、液量測定手段を有し、液量測定手段による測定結果を制御部により調湿手段３による塗膜Ｍの水分量の調節にただちにフィードバックすることができる。すなわち、制御部は、液量測定手段による測定結果に基づいて、適した調湿パラメータをただちに設定し直すことができるため、塗膜Ｍの水分量を所定量に容易に調節することができる。

　また、乾燥システム２は、制御部と評価手段とを備えているため、基材Ｗの状態を容易に基準以上の状態にすることができる。具体的には、制御部が、評価手段による評価結果と、この評価結果と関係するパラメータと、液量測定手段による測定結果と、を紐づけてデータとして蓄積し、塗布機構１２による塗布液の塗布、加熱部２１による塗膜Ｍの加熱、および調湿手段３による塗膜Ｍの水分量の調節を行う前に、蓄積したデータをもとに評価手段による評価結果を予測している。

　そのため、制御部は、予測した評価結果に対して実際の評価結果が少なくとも基材Ｗの状態が前述した基準を上回るように、蓄積したデータをもとに適した塗布パラメータ、加熱パラメータ、および調湿パラメータ等の各パラメータを選択することができる。これにより、基材Ｗの状態を容易に基準以上の状態にすることができる。

　以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳述したが、各実施形態における構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の追加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。たとえば、上記実施形態では、乾燥システム２を負極用の電池用極板の製造に用いることを例に説明したが、正極用の電池用極板の製造に用いてもよい。

　また、上記実施形態では、調湿手段３が塗膜Ｍの水分量を調節することを例に説明したが、これに限られず、塗膜Ｍに含まれる溶媒が水ではない、たとえば、ＮＭＰ（Ｎ‐メチル‐ピロリドン）溶剤を含むものである場合、調湿手段３は塗膜Ｍに含まれるＮＭＰ溶剤の量を調節する。この場合、加湿部３１は、塗膜ＭにＮＭＰ溶剤を添加する。

　また、上記実施形態では、調湿手段３が徐冷部と加湿部３１の両方を有している例について説明したが、これらどちらか一方、または両方とも有していなくてもよく、少なくとも制御部が塗膜Ｍの表面と内部とで水分量に差が生じないように、加熱部２１による塗膜Ｍの加熱を制御する構成を有しているとよい。

　また、調湿手段３が、徐冷部と加湿部３１を備えておらず、制御部による加熱部２１の制御のみによって、基材Ｗが第１の搬送ロール１１ｅと接触するときに基材Ｗ上の塗膜Ｍが所定の水分量になるよう調節してもよい。

　また、上記実施形態では、液量測定手段が赤外線式水分計や色差計である例について説明したが、非接触の変位計であってもよい。この場合、予め制御部に塗膜Ｍの変形量と塗膜Ｍに含まれる液体の量を記憶させておき、変位計により塗膜Ｍの変形量を測定することで塗膜Ｍに含まれる液体の量を測定する。

　１　塗布装置
　１１　搬送機構
　１１ａ　巻出ロール
　１１ｂ　巻取ロール
　１１ｃ　搬送ロール
　１１ｄ　塗布ロール
　１１ｅ　第１の搬送ロール
　１２　塗布機構
　１３　マニホールド
　１４　スリット
　１５　吐出口
　１６　タンク
　１７　供給路
　２　乾燥システム
　２１　加熱部
　２２　筐体部
　２３　加熱ノズル
　２３ａ　下側ノズル
　２３ｂ　上側ノズル
　２４　加熱ゾーン
　２４ａ　加熱ゾーン
　２４ｂ　加熱ゾーン
　２４ｃ　加熱ゾーン
　２４ｄ　加熱ゾーン
　３　調湿手段
　３１　加湿部
　Ｗ　基材
　Ｍ　塗膜
　Ｔ　塗布部
　Ｎ　不塗布部
　Ｅ　水分
　Ａ　活物質
　Ｂ　バインダー
　Ｈ　空孔
　Ｈ_１　空孔
　Ｈ_２　空孔

Claims

　ロールツーロールにより搬送する基材の搬送経路上に設けられ、基材を搬送しながら基材に塗布された塗膜を乾燥させる乾燥システムであって、
　基材に塗布された塗膜を加熱し、塗膜に含まれる溶媒を気化させる加熱部と、
　塗膜に含まれる溶媒の量を調節する調湿手段と、を備えており、
　前記調湿手段は、少なくとも搬送される基材が前記加熱部を通過して最初に所定の抱き角をもって接触する第１の搬送ロールと接触するときに、基材上の塗膜に含まれる溶媒が所定量になるよう調節することを特徴とする乾燥システム。
　前記調湿手段は、前記加熱部と前記第１の搬送ロールとの間に位置するよう設けられ、塗膜を加湿する加湿部を有することを特徴とする請求項１に記載の乾燥システム。
　前記調湿手段は、前記加熱部により加熱された塗膜を徐冷する徐冷部を有していることを特徴とする請求項１若しくは請求項２のいずれかに記載の乾燥システム。
　塗膜に含まれる溶媒の量を計測する液量測定手段を備え、
　前記液量測定手段による測定結果に基づいて前記調湿手段により塗膜に含まれる溶媒の量を調節することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の乾燥システム。
　前記第１の搬送ロールを通過した基材の状態を評価する評価手段と、
　前記評価手段による評価結果と、この評価結果と関係するパラメータのうち、少なくとも前記加熱部により塗膜を加熱するために設定する加熱パラメータと、前記調湿手段により塗膜に含まれる溶媒の量を調節するために設定する調湿パラメータと、を紐づけてデータとして蓄積する制御部と、を備え、
　前記制御部は、前記加熱部による塗膜の加熱および前記調湿手段による塗膜に含まれる溶媒の量の調節を行う前に、蓄積した前記データをもとに前記評価手段による評価結果を予測し、適した加熱パラメータおよび調湿パラメータを選択することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の乾燥システム。