专利名称：干燥装置及热处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种形成在基体材料上的化学电池材料等的涂敷膜的干燥装置及组装了该干燥装置的热处理系统。
背景技术：
以往，在制造锂离子电池等的化学电池时，在作为基体材料的金属箔上形成较高粘度的电极材料的涂敷膜，并进行该涂敷膜的干燥处理。与在制造半导体器件等时形成在基板上的抗蚀膜相比，在制造这种化学电池时形成在基体材料上的涂敷膜的膜厚明显厚。除此之外，电子材料的绝缘膜、保护膜等的涂敷膜的膜厚也相对较厚。若将上述厚的涂敷膜加热至高温以使其迅速地干燥，则存在只有涂敷膜的表层干燥而内部没有完全干燥的问题。另外，作为使涂敷膜迅速地干燥的结果，在最差的情况下，有可能在涂敷膜上产生裂纹。因此，在专利文献I中公开了如下的技术:在干燥处理的初始阶段，通过吹送3m/秒以下的弱风，使涂敷膜干燥，来防止产生裂纹。另外，在专利文献2中公开了如下的技术:通过一边从形成有涂敷膜的基板的下方吹送热风来进行加热，一边从上方吹送冷风，来进行均匀的干燥处理。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平8-111222号公报专利文献2:日本特开2009-81182号公报
发明内容
发明要解决的问题然而，在专利文献I公开的技术中，由于抑制了向涂敷膜吹送风的风速，所以加热效率很低。另外，在专利文献2公开的技术中，由于从上方吹送冷风，所以加热效率也很低。因此，存在使涂敷膜完全干燥所需的时间变长，并且热风的消耗量也增大的问题。本发明是鉴于上述问题而提出的，本发明的目的在于，提供一种能够抑制热风消耗量的增大，并且高效率地干燥涂敷膜的干燥装置及组装了该干燥装置的热处理系统。用于解决问题的手段为了解决上述问题，本发明的第一技术方案的干燥装置是对形成在基体材料上的涂敷膜进行干燥处理的干燥装置，其特征在于，具有:预热部，其对所述涂敷膜进行预热；干燥部，其对所述涂敷膜进行加热来使溶剂蒸发；搬运单元，其从所述预热部朝向所述干燥部搬运基体材料，所述预热部具有:第一热风喷出部，其设置于通过所述搬运单元搬运基体材料的搬运路径的下侧，从基体材料的下方吹送热风；通气箱，其设置于所述搬运路径的上侦牝并具有气体能够通过的通气部；热风输送单元，其向所述通气部输送热风，来对所述通气箱进行加热，所述干燥部具有:第二热风喷出部，其设置于所述搬运路径的下侧，从基体材料的下方吹送热风；第三热风喷出部，其设置于所述搬运路径的上侧，从基体材料的上方吹送热风，所述干燥装置具有导风部，所述导风部将由所述热风输送单元输送并通过所述通气部的热风引导至所述第三热风喷出部，并且，所述第三热风喷出部向基体材料吹送从所述通气部排出的热风。另外，第二技术方案的干燥装置为第一技术方案所述的干燥装置，其特征在于，在所述通气箱的下表面具有陶瓷板，该陶瓷板被加热能够放射红外线。另外，第三技术方案的干燥装置为第一或第二技术方案所述的干燥装置，其特征在于，所述热风输送单元向所述通气部输送的热风的温度，高于所述第一热风喷出部向基体材料吹送的热风的温度。另外，第四技术方案的干燥装置为第一 第三技术方案中任一项所述的干燥装置，其特征在于，所述第三热风喷出部具有:整流板，其设置成与所述搬运路径平行；喷头，其从所述整流板的一部分朝向基体材料喷出由所述导出部引导来的热风。另外，第五技术方案的干燥装置为第四技术方案所述的干燥装置，其特征在于，在所述通气箱的下表面具有陶瓷板，该陶瓷板被加热能够放射红外线。另外，第六技术方案的干燥装置为第四或第五技术方案所述的干燥装置，其特征在于，所述喷头与所述第二热风喷出部相向配置。另外，第七技术方案的干燥装置为第一 第六技术方案中任一项所述的干燥装置，其特征在于，所述干燥装置还具有温调单元，所述温调单元对从所述通气部经由所述导风部引导至所述第三热风喷出部的热风进行温度调节。另外，第八技术方案的干燥装置为第一 第七技术方案中任一项所述的干燥装置，其特征在于，所述搬运单元包括被加热的辊。另外，第九技术方案的干燥装置为第一 第八技术方案中任一项中所述的干燥装置，其特征在于，所述干燥装置还具有退火部，所述退火部向基体材料吹送温度高于所述第二热风喷出部及所述第三热风喷出部吹送的热风的温度的热风。另外，第十技术方案的热处理系统的特征在于，具有:涂敷处理部，其在基体材料上涂敷涂敷液来形成涂敷膜；第一 第九技术方案中任一项所述的干燥装置；冷却部，其对干燥处理之后的基体材料进行冷却。发明的效果根据第一 第九技术方案的干燥装置及第十技术方案的热处理系统，由于在预热部以不直接向涂敷膜吹送热风的方式进行预热之后，在干燥部，从上下两个方向对涂敷膜吹送热风，所以能够抑制因涂敷膜迅速地干燥而引起的不良情况，并且能够高效率地干燥涂敷膜。另外，由于具有将由热风输送单元输送并通过通气部的热风引导至第三热风喷出部的导风部，并且，第三热风喷出部向基体材料吹送从通气部排出的热风，所以能够在干燥部再次利用通过了通气部的热风，从而能够抑制热风消耗量的增大。特别是，根据第二技术方案的干燥装置，由于在通气箱的下表面具有陶瓷板，该陶瓷板被加热会放射红外线，所以能够在预热部从涂敷膜的内部均匀地进行加热。特别是，根据第四技术方案的干燥装置，由于第三热风喷出部具有:整流板，其设置成与搬运路径平行；喷头，其从整流板的一部分朝向基体材料喷出由导出部引导来的热风，所以能够使热风在整流板与基体材料之间流动，动，高效地干燥形成在基体材料上的涂敷膜。
特别是，根据第五技术方案的干燥装置，由于整流板的下表面具有陶瓷板，该陶瓷板被加热能够放射红外线，所以能够在干燥部从涂敷膜的内部均匀地进行加热。特别是，根据第六技术方案的干燥装置，由于喷头和第二热风喷出部相向配置，所以能够使风压从上下方向作用于基体材料的上下表面的相同的位置，从而能够稳定地搬运基体材料。特别是，根据第七技术方案的干燥装置，由于具有对从通气部经由导风部引导至第三热风喷出部的热风进行温度调节的温调单元，所以能够对从第三热风喷出部向基体材料吹送的热风的温度进行调节。特别是，根据第八技术方案的干燥装置，由于搬运单元包括被加热的辊，所以能够辅助预热部及干燥部对涂敷膜进行加热。
图1是表示组装了本发明的干燥装置的热处理系统的整体结构的图。图2是表示预热部及干燥部的结构的图。图3是表示预热部的结构的图。图4是表示预热部的结构的图。图5是表示干燥部的结构的图。图6是表示干燥部的结构的图。图7是上侧热风喷出部的立体图。图8是上侧热风喷出部的纵向剖视图。图9是退火(anneal)部的结构的图。图10是表示冷却部的结构的图。
具体实施例方式下面，参照附图，针对本发明的实施方式进行详细的说明。图1是表示组装了本发明的干燥装置的热处理系统I的整体结构的图。此外，在图1及以后的各图中，标注有将Z轴方向作为铅垂方向、将XY平面作为水平面的XYZ正交坐标系，以明确这些图的方向关系。另外，在图1及以后的各图中，为了便于理解，根据需要，以扩大或简化各部分的尺寸、个数的方式来进行描画。该热处理系统I是通过在作为基体材料的金属箔上形成作为电极材料的活性物质的涂敷膜，并且对该涂敷膜进行干燥处理，来制造锂离子二次电池的电极的装置。热处理系统I具有涂敷处理部10、预热部20、干燥部40、退火部60、冷却部70及搬运机构80。另夕卜，热处理系统I还具有向涂敷处理部10输送电极材料的涂敷液的泵单元15及用于容置电源等的电装箱9。基体材料5为作为锂离子二次电池的集电体而发挥作用的金属箔。在通过热处理系统I制造锂离子二次电池的正极的情况下，能够采用例如铝箔(Al)来作为基体材料5。另外，在通过热处理系统I制造负极的情况下，能够采用例如铜箔(Cu)来作为基体材料5。基体材料5为长条的片材状的金属箔，其宽度及厚度没有特别的限定，但能够设定为例如宽度为600mm 700mm、厚度为10 u m 20 u m。
长条状的基体材料5从开卷辊81送出并被卷绕辊82卷绕，由此依次被搬运至涂敷处理部10、预热部20、干燥部40、退火部60、冷却部70。搬运机构80构成为具有上述的开卷辊81及卷绕辊82、多个辅助辊83a 83e。此外，就辅助辊83a 83e的个数及配置而言，不限于图1的例子，能够根据需要适当地增减。涂敷处理部10具有涂敷喷嘴11及支撑辊12。从涂敷喷嘴11向在被按压支撑在支撑辊12上的状态下移动的基体材料5的表面涂敷作为电极材料的活性物质的溶液。在通过热处理系统I制造正极的情况下，从涂敷喷嘴11向基体材料5涂敷例如作为正极活性物质的钴酸锂(LiCo02)、作为导电助剂的碳(C)、作为结合剂的聚偏氟乙烯(PVDF)、作为溶剂的N-甲基吡咯烷酮(NMP)的混合液，来作为正极材料。也可以取代钴酸锂，采用镍酸锂(LiNi02)、锰酸锂(LiMn204)、磷酸铁锂(LiFePO4)等来作为正极活性物质。另一方面,在通过热处理系统I制造负极的情况下，从涂敷喷嘴11向基体材料5涂敷例如作为负极活性物质的石墨(graphite)、作为结合剂的PVDF、作为溶剂的NMP的混合液，来作为负极材料。也可以取代石墨，采用硬碳、钛酸锂(Li4Ti5012)、硅合金、锡合金等，来作为负极活性物质。另外，在正极材料及负极材料两者中，可以取代PVDF而使用苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)等来作为结合剂，也可以取代NMP而使用水(H2O)等来作为溶剂。在采用SBR作为结合剂、采用水作为溶剂的情况下，还能够并用羧甲基纤维素(CMC)来作为增稠剂。能够采用沿着基体材料5的宽度方向设置有狭缝状的喷出口的狭缝喷嘴，来作为涂敷喷嘴11。涂敷喷嘴11从喷出口喷出由泵单元15输送来的电极材料的涂敷液，并将其涂敷在移动的基体材料5上，以在基体材料5的表面形成电极材料的涂敷膜。在涂敷处理部10中，形成于基体材料5的表面的电极材料的涂敷膜的厚度为数百微米，为基体材料5的厚度的10倍以上。即使形成这种较厚的涂敷膜，由于电极材料为具有粘度在IPa *s (帕斯卡秒)以上的高粘度的浆液(Slurry)，所以也不会立即产生液体滴落等。通过涂敷处理部10形成有电极材料的涂敷膜的基体材料5被搬运机构80依次搬运至预热部20、干燥部40、退火部60、冷却部70，进行涂敷膜的干燥处理。在本实施方式的热处理系统I中设置有对形成在基体材料5上的电极材料的涂敷膜进行加热的三个区域。从上游起按顺序作为第一加热区域的预热部20进行使形成在基体材料5上的涂敷膜缓慢升温的预热。另外，作为第二加热区域的干燥部40为主要进行干燥处理的处理部，其对通过预热部20预热之后的涂敷膜进行加热，使溶剂蒸发。退火部60将涂敷膜加热至更高的温度，去除残留在涂敷膜上的溶剂，并且去除在由干燥部40进行的干燥处理中在涂敷膜中产生的变形及残留应力。图2是表示预热部20及干燥部40的结构的图。另外，图3及图4是表示预热部20的结构的图。图4是从图3的A-A剖面观察的图。预热部20在两端形成有开口的框体21的内侧，具有通气箱25及热风喷出部31 (第一热风喷出部)。另外，预热部20具有向通气箱25输送热风的热风送风部27、及向热风喷出部31输送热风的热风送风部33。框体21设置成包围通过搬运机构80搬运基体材料5的搬运路径PL。在框体21的两端形成有用于使基体材料5通过的开口。在框体21的内侧，在搬运路径PL的下侧，沿着基体材料5的搬运方向(X方向)设置有多个热风喷出部31 (在本实施方式中为六个)。另外，在框体21的内侧，在搬运路径PL的上侧，沿着基体材料5的搬运方向设置有多个通气箱25 (在本实施方式为三个)。预热部20的框体21的长度(炉长)没有特别的限定，在本实施方式中，设定为大约1000mm。各热风喷出部31具有图中省略的朝向上侧的多个喷出孔。热风喷出部31经由配管32与热风送风部33连通并连接。热风送风部33具有加热器及送风机，将加热后的空气作为热风输送给热风喷出部31。多个热风喷出部31从喷出孔朝向上侧的搬运路径PL喷出由热风送风部33输送来的热风。各通气箱25为中空的箱，其中空部分为气体能够通过的通气部23。通气箱25由耐热性良好的金属材料(例如，不锈钢)形成。在本实施方式中，沿着基体材料5的搬运方向串联连接三个通气箱25。即，借助连接管28连接在基体材料5的搬运方向上位于最上游一侦仪在图2、3中最左侧)的通气箱25和中央的通气箱25，同样地，借助连接管28连接中央的通气箱25与位于最下游一侧的通气箱25。因此，三个通气箱25的通气部23经由连接管28彼此连通并连接。另外，位于最上游一侧的通气箱25经由送风配管29与热风送风部27连通并连接。热风送风部27具有加热器及送风机，通过送风机将由加热器加热后的空气作为热风送出至送风配管29。送出至送风配管29的热风流入到位于最上游一侧的通气箱25的通气部23，接着，通过第一个连接管28流入到中央的通气箱25的通气部23，进而通过第二个连接管28流入到位于最下游一侧的通气箱25的通气部23 (图3)。热风送风部27使热风流经各通气箱25的通气部23，来对该各通气箱25进行加热。将流入到位于最下游一侧的通气箱25的通气部23的热风送出至导风管35，然后供给干燥部40的上侧热风喷出部45，这些将在后面进行说明。在三个通气箱25的下表面分别设置有陶瓷板24，陶瓷板24被加热会放射红外线。只要通过对通气箱25的下表面的整个面进行陶瓷喷镀，来形成陶瓷板24即可。能够采用氧化铝类、氧化钛类、氧化锆类等的被加热会放射红外线的材料，或者采用它们的混合物，来作为构成陶瓷板24的陶瓷材料。由这种陶瓷材料构成的陶瓷板24被加热升温，会放射远红外线。此外，由于在通气箱25的下表面及陶瓷板24没有设置气体的喷出孔等，所以不会从通气箱25的下表面喷出流入到通气部23内的热风。搬运机构80沿着搬运路径PL，将通过涂敷处理部10形成有电极材料的涂敷膜的基体材料5搬运至预热部20。在基体材料5从图2及图3的(-X) —侧朝向(+ X) —侧移动并通过预热部20时，通过从热风喷出部31喷出的热风及从陶瓷板24放热的红外线，来对形成在基体材料5上的涂敷膜进行加热。即，被热风送风部33输送有热风的热风喷出部31从基体材料5的下方吹送热风，来直接对基体材料5进行加热，并通过来自该基体材料5的热传导，来对电极材料的涂敷膜进行加热。另外，通过使由热风送风部27输送的热风流经三个通气箱25的通气部23，来对设置于各通气箱25的下表面的陶瓷板24进行加热，从而从该陶瓷板24朝向形成在基体材料5上的涂敷膜放射红外线。然后，电极材料的涂敷膜通过接受陶瓷板24放射的红外线(即，放射的热)，也被加热。通过像这样，从热风喷出部31喷出热风并从陶瓷板24放射红外线，来从上下进行加热，以对形成在基体材料5上的电极材料的涂敷膜进行预热。在本实施方式中，不直接从形成有刚涂敷不久的浆液状的涂敷膜的基体材料5的上方吹送热风，而是通过红外线放射来进行加热。因此，不会迅速地干燥涂敷膜，从而能防止只有涂敷膜的表层干燥而内部未充分干燥的不良情况。另外，能够防止因迅速地干燥而导致产生涂敷膜的裂纹。而且，由于从被加热的陶瓷板24放射出的红外线为波长相对长的远红外线，所以即使为膜厚厚的涂敷膜，也能够不仅对表层进行加热，而且能够从内部均匀地进行加热。其结果为，能够更可靠地防止仅干燥涂敷膜的表层。热风喷出部31从基体材料5的下方吹送热风的温度，取决于涂敷膜的材料，在50°C 300°C左右。另一方面，热风送风部27向位于最上游一侧的通气箱25的通气部23输送的热风的温度至少高于热风喷出部31向基体材料5吹送的热风的温度。之所以如此，是为了在干燥部40要再次利用从通气箱25排出的热风。另外，向通气箱25供给更高温度的热风也会提高基于红外线放射进行的涂敷膜的加热效率。另外，热风喷出部31从基体材料5的下方朝向上方吹送热风，来间接地对涂敷膜进行加热，并且借助热风的风压，对基体材料5作用使其朝向上方浮起的力。由此，即使不在预热部20设置固有的辊，基体材料5也不会在辅助辊83a与辅助辊83b之间发生弯曲，能够沿着搬运路径PL从(-X)—侧向(+X)—侧被搬运。即，虽然热风喷出部31的主要的作用是通过吹送热风对形成在基体材料5上的涂敷膜进行加热，但还起到使基体材料5浮起进行搬运的对搬运机构80的辅助作用。接着，图5及图6是表示干燥部40的结构的图。图6是从图5的B-B剖面观察的图。干燥部40在两端形成有开口的框体41的内侧具有下侧热风喷出部51 (第二热风喷出部)、上侧热风喷出部45 (第三热风喷出部)及排气箱56。另外，如图2所示，干燥部40具有向下侧热风喷出部51供给热风的热风送风部53、及向排气箱56施加负压的排气部57。框体41设置成包围通过搬运机构80搬运基体材料5的搬运路径PL。在框体41的两端形成有用于使基体材料5通过的开口。在框体41的内侧，在搬运路径PL的下侧，沿着基体材料5的搬运方向(X方向)设置有多个下侧热风喷出部51 (在本实施方式为五个)。另外，在框体41的内侧，在搬运路径PL的上侧，沿着基体材料5的搬运方向交替设置有多个上侧热风喷出部45 (在本实施方式为五个)和多个排气箱56 (在本实施方式为六个)。干燥部40的框体41的长度没有特别的限定，在本实施方式中，设定为大约3000mm。与预热部20的热风喷出部31同样地，设置于搬运路径PL的下侧的五个下侧热风喷出部51分别具有图中省略的朝向上侧的多个喷出孔。下侧热风喷出部51经由配管52与热风送风部53连通并连接。热风送风部53具有加热器及送风机，将加热后的空气作为热风输送给下侧热风喷出部51。多个下侧热风喷出部51从喷出孔朝向上侧的搬运路径PL喷出由热风送风部53输送来的热风。在干燥部40中，在搬运路径PL的上侧设置有直接向基体材料5上的涂敷膜吹送热风的上侧热风喷出部45。图7是上侧热风喷出部45的立体图。另外，图8是上侧热风喷出部45的纵向剖视图。各上侧热风喷出部45构成为具有整流板43及喷头46。整流板43为设置成与搬运路径PL平行的板状构件。整流板43只要实质上与搬运路径PL平行即可。另外，如图8所示，在整流板43贯穿设置有喷出孔44。喷出孔44可以为沿着基体材料5的宽度方向延伸的一条狭缝孔，也可以为沿着该宽度方向被分割成多个的孔。喷出孔44设置在基体材料5的搬运方向上的整流板43的中央。喷头46以其内部的空间与喷出孔44连通的方式与整流板43连接。喷头46从整流板43的喷出孔44向搬运路径PL的基体材料5喷出由热风供给端口 47供给的热风。即，喷头46从整流板43的一部分向基体材料5喷出热风。在喷头46的内部空间设置有两个隔板48a、48b及冲孔板49。这两个隔板48a、48b之间形成热风的流路。通过设置这样的两个隔板48a、48b及冲孔板49，来使从热风供给端口 47供给的热风在喷头46的内部空间内均匀地扩散，从而从喷出孔44在基体材料5的整个宽度方向上均匀地喷出热风。在比上侧的隔板48a更靠近上侧的位置与喷头46连接的热风供给端口 47，与导风管35连接。即，如图2所示，导风管35的基端侧与沿着基体材料5的搬运方向位于最下游一侧的通气箱25连通并连接，并且前端侧分支成五个分支，分别与上侧热风喷出部45的喷头46连通并连接。由此，在从热风送风部27向送风配管29送出的热风通过三个通气箱25的通气部23之后，通过导风管35将热风引导至五个上侧热风喷出部45。然后，通过导风管35引导至上侧热风喷出部45的热风，通过喷头46的内部空间，从整流板43的喷出孔44朝向基体材料5上的涂敷膜喷出。另外，如图5所示，上侧热风喷出部45的喷头46与下侧热风喷出部51隔着搬运路径PL相向配置。即，下侧热风喷出部51设置成与五个上侧热风喷出部45 —对一对应，在各上侧热风喷出部45的喷头46的正下方配置有下侧热风喷出部51。由此，从下侧热风喷出部51及上侧热风喷出部45向基体材料5的上下表面的相同位置吹送热风。在各上侧热风喷出部45的整流板43的下表面设置有陶瓷板54，陶瓷板54被加热会放射红外线。该陶瓷板54为与设置于通气箱25的下表面的陶瓷板24相同。S卩，能够采用氧化铝类、氧化钛类、氧化锆类等的被加热之后会放射红外线的材料，或者采用它们的混合物，来作为构成陶瓷板54的陶瓷材料。通过采用这些材料对整流板43的下表面进行陶瓷喷镀，来形成陶瓷板54。此外，当然，不对整流板43的下表面中的喷出孔44进行陶瓷喷镀，而是开放该喷出孔44。另外，如图6及图7所示，在整流板43的在基体材料5的宽度方向(Y方向)上的两端设置有扩散防止板50。扩散防止板50为剖面呈L字形状的长条构件，该扩散防止板50的L字的前端延伸至陶瓷板54的下方。通过在整流板43的两端设置扩散防止板50，能够阻碍从喷出孔44喷出的热风从基体材料5的宽度方向泄漏，并且引导该从喷出孔44喷出的热风沿着搬运方向流动。此外，在图5及图8中，为了方便图示，省略了扩散防止板50的描画。在沿着基体材料5的搬运方向(X方向)相邻配置的上侧热风喷出部45之间设置有排气箱56。另外，在上侧热风喷出部45的排列队列的两端也设置有排气箱56。S卩，相对于五个上侧热风喷出部45设置有六个排气箱56。各排气箱56在下端具有沿着基体材料5的宽度方向延伸的吸引口(图中省略)。另外，与排气箱56的上部连接的排气端口 59(图6)经由排气管58与排气部57连通并连接(图2)。排气部57具有吸引用的鼓风机(blower)，经由排气管58对排气箱56施加负压。由此，排气箱56吸引下端的吸引口周围的气体，并向排气管58排出。另外，如图2所示，设置有温调部90，该温调部对从沿着基体材料5的搬运方向位于最下游一侧的通气箱25的通气部23经由导风管35引导至上侧热风喷出部45的热风进行温度调节。本实施方式的温调部90构成为在从导风管35分支出的配管94上具有送风部91、温调单元92及阀93。通过温调单元92，将从送风部91送出至配管94的常温的空气的温度调节(加热或冷却)至规定温度。若开放阀93，则温度调节结束的空气从配管94流进导风管35。其结果为，对从通气箱25的通气部23引导至上侧热风喷出部45的热风进行温度调节。通过关闭阀93，停止对热风进行温度调节。搬运机构80沿着搬运路径PL，从预热部20朝向干燥部40搬运由预热部20预热了电极材料的涂敷膜的基体材料5。在基体材料5从图2及图3的(-X)—侧朝向(+ X)—侧移动并通过干燥部40时，利用从上侧热风喷出部45及下侧热风喷出部51喷出的热风，对通过预热部20加温的涂敷膜加热。即，被热风送风部53供给有热风的下侧热风喷出部51从基体材料5的下方吹送热风，来直接对基体材料5进行加热，并通过来自该基体材料5的热传导，来对电极材料的涂敷膜进行加热。另外，通过上侧热风喷出部45从基体材料5的上方吹送从预热部20的通气箱25经由导风管35引导来的热风，来借助热风直接对涂敷膜进行加热。如图5及图8所示，从上侧热风喷出部45的喷头46向基体材料5的上表面吹送的热风，在设置成与搬运路径PL平行的整流板43和基体材料5之间沿着基体材料5的搬运方向(X方向)流动，并被设置在上侧热风喷出部45的两侧的排气箱56回收。由于热风在整流板43与基体材料5之间流动，所以形成在基体材料5上的涂敷膜与湿度小的热风持续接触，从而能够高效率地加热干燥涂敷膜。另外，能够将热风的温度下降抑制在最小限度。而且，由于通过在整流板43的两端设置的扩散防止板50来防止从喷头46喷出的热风从基体材料5的宽度方向泄漏，所以能够提高热风的利用效率。另外，在热风流过整流板43与基体材料5之间时，还对设置于整流板43的下表面的陶瓷板54进行加热。其结果为，通过从被加热的陶瓷板54朝向形成在基体材料5上的涂敷膜放射红外线，来对涂敷膜进行加热。通过像这样，从上侧热风喷出部45及下侧热风喷出部51喷出热风，并且从陶瓷板54放射红外线，来从上下对形成在基体材料5上的电极材料的涂敷膜进行加热，由此溶剂从涂敷膜蒸发，进行干燥处理。在干燥部40中，直接向涂敷膜吹送热风，但由于向已经由预热部20预热之后的涂敷膜吹送热风，所以不会发生因涂敷膜迅速地干燥而导致产生裂纹等的不良情况。反而，通过利用干燥部40直接对由预热部20预热的涂敷膜吹送热风，能够促进溶剂的蒸发，从而高效率地干燥涂敷膜。另外，下侧热风喷出部51从基体材料5的下方朝向上方吹送热风，由此间接地对涂敷膜进行加热，并且借助热风的风压，对基体材料5作用使其朝向上方浮起的力。由此，与预热部20同样地，即使不在干燥部40设置固有的辊，基体材料5也不会在辅助辊83b与辅助辊83c之间发生弯曲，能够沿着搬运系路PL从(-X)—侧向(+X)—侧被搬运。S卩，下侧热风喷出部51还起到使基体材料5浮起进行搬运的对搬运基体材料5的辅助作用。另外，由于上侧热风喷出部45的喷头46与下侧热风喷出部51隔着搬运路径PL相向配置，所以上侧热风喷出部45向与从下侧热风喷出部51向基体材料5的下表面吹送热风的位置相反面一侧(上表面一侧)的位置吹送热风。因此，风压从上下方向作用于基体材料5的上下表面的相同位置，从而能够稳定地搬运基体材料5。在本实施方式中，通过导风管35将在预热部20通过三个通气箱25的热风，引导至干燥部40的上侧热风喷出部45。然后，上侧热风喷出部45向基体材料5吹送从通气箱25的通气部23排出的热风。即，通过在干燥部40直接向基体材料5的涂敷膜吹送在预热部20用于对陶瓷板24进行加热来使其放射红外线的热风，能够再次利用热风。因此，能够抑制在预热部20及干燥部40的合计的热风消耗量的增大。在热风通过三个通气箱25之后流经导风管35的过程中，热风的温度下降是不可避免的。因此，将热风送风部27输送给位于最上游一侧的通气箱25的通气部23的热风的温度设定为，高于热风喷出部31向基体材料5吹送热风的温度。具体来说，只要热风送风部27输送如下温度的热风即可，即，被引导至导风管35并从上侧热风喷出部45向基体材料5吹送的热风的温度与从下侧热风喷出部51朝向基体材料5吹送的热风的温度为大致相同。此外，下侧热风喷出部51向基体材料5吹送的热风的温度，与热风喷出部31向基体材料5吹送的热风的温度相同，在50°C 300°C左右(取决于涂敷膜的材料)。在使从上侧热风喷出部45向基体材料5吹送的热风的温度升温或降温的情况下，只要通过温调部90对从通气箱25的通气部23引导至上侧热风喷出部45的热风进行温度调节即可。在要使从上侧热风喷出部45吹送的热风的温度升温的情况下，开放阀93，并且通过温调单元92对从送风部91送出至配管94的空气进行加热。相反地，在要使从上侧热风喷出部45吹送的热风的温度降温的情况下，通过温调单元92对从送风部91送出至配管
94的空气进行冷却。在仅对由热风送风部27输送的热风进行的温度调整，不能完全控制从上侧热风喷出部45吹送的热风的温度时，只要通过温调部90对热风进行温度调整即可。接着，图9是表示退火部60的结构的图。退火部60在两端形成有开口的框体64的内侧，具有下侧热风喷出部61、上侧热风喷出部65及排气箱66。另外，退火部60具有向下侧热风喷出部61输送热风的热风送风部63、及向上侧热风喷出部65输送热风的热风送风部68。框体64设置成包围通过搬运机构80搬运基体材料5的搬运路径PL。在框体64的两端形成有用于使基体材料5通过的开口。在框体64的内侧，在搬运路径PL的下侧，沿着基体材料5的搬运方向(X方向)设置有多个下侧热风喷出部61 (在本实施方式中为三个)。另外，在框体64的内侧，在搬运路径PL的上侧，沿着基体材料5的搬运方向交替设置有多个上侧热风喷出部65 (在本实施方式中为三个)和多个排气箱66 (在本实施方式中为四个)。退火部60的框体64的长度没有特别的限定，在本实施方式中，设定为大约2000mm。与干燥部400的下侧热风喷出部51同样地，设置于搬运路径PL的下侧的三个下侧热风喷出部61分别具有图中省略的朝向上侧的多个喷出孔。下侧热风喷出部61经由配管62与热风送风部63连通并连接。热风送风部63具有加热器及送风机，将加热后的空气作为热风输送给下侧热风喷出部61。多个下侧热风喷出部61从喷出孔朝向上侧的搬运路径PL喷出从热风送风部63输送的热风。设置于搬运路径PL的上侧的三个上侧热风喷出部65分别与干燥部40的上侧热风喷出部45相同。即，各上侧热风喷出部65构成为在与搬运路径PL平行的整流板上连接喷头。另外，在各上侧热风喷出部65的整流板的下表面设置有被加热之后会放射红外线的陶瓷板。其中，在退火部60中，上侧热风喷出部65经由配管67与热风送风部68连通并连接。热风送风部68具有加热器及送风机，将加热后的空气作为热风输送给上侧热风喷出部65。多个上侧热风喷出部65朝向下侧的搬运路径PL喷出从热风送风部68输送来的热风。另外，与干燥部40同样地，上侧热风喷出部65与下侧热风喷出部61隔着搬运路径PL相向配置。由此，风压从上下作用于基体材料5的上下表面的相同位置，从而能够稳定地在退火部60中搬运基体材料5。
在沿着基体材料5的搬运方向(X方向)相邻配置的上侧热风喷出部65之间设置有排气箱66。另外，在上侧热风喷出部65的排列队列的两端也设置有排气箱66。S卩，相对于三个上侧热风喷出部65设置有四个排气箱66。各排气箱66与干燥部40的排气箱56相同。搬运机构80沿着搬运路径PL从干燥部40朝向退火部60搬运在干燥部40进行了电极材料的涂敷膜的干燥处理的基体材料5。在基体材料5通过退火部60时，通过从上侧热风喷出部65及下侧热风喷出部61喷出的热风对涂敷膜进一步进行加热。即，被热风送风部63输送有热风的下侧热风喷出部61从基体材料5的下方吹送热风，来直接地对基体材料5进行加热，并通过来自该基体材料5的热传导，来对电极材料的涂敷膜进行加热。另外，被热风送风部68输送有热风的上侧热风喷出部65从基体材料5的上方吹送热风，来利用热风直接对涂敷膜进行加热。上侧热风喷出部65及下侧热风喷出部61向基体材料5吹送的热风的温度，高于干燥部40的上侧热风喷出部45及下侧热风喷出部51吹送的热风的温度。从上侧热风喷出部65朝向基体材料5的上表面吹送的热风在整流板与基体材料5之间沿着X方向流动，并被设置在上侧热风喷出部65的两侧的排气箱66回收。由于热风在整流板与基体材料5之间流动，所以形成在基体材料5上的涂敷膜与湿度小的热风持续接触，从而能够高效率地加热干燥涂敷膜。另外，通过使热风在整流板与基体材料5之间流动，还对设置于整流板的下表面的陶瓷板进行加热，其结果为，从被加热的陶瓷板放射红外线，以对涂敷膜进行加热。通过像这样，从上侧热风喷出部65及下侧热风喷出部61喷出热风，并且从陶瓷板放射红外线，来从上下方向对形成在基体材料5上的电极材料的涂敷膜进行加热，从而将涂敷膜加热至比在干燥处理时更高的温度，在干燥处理之后，继续去除残留在涂敷膜中的溶剂，并且去除在由干燥部40进行的干燥处理中在涂敷膜中产生的变形及残留应力。另夕卜，残留在涂敷膜中的少许溶剂也完全蒸发。在退火部60，也直接向涂敷膜吹送热风，但由于向已经干燥了的涂敷膜吹送热风，所以不会发生因迅速地干燥而导致产生裂纹等的不良情况。另外，下侧热风喷出部61从基体材料5的下方朝向上方吹送热风，来借助热风的风压，对基体材料5作用使其朝向上方浮起的力。由此，与预热部20及干燥部40中的下侧热风喷出部同样地，下侧热风喷出部61还起到使基体材料5向上浮起进行搬运的对搬运机构80的辅助作用。接着，图10是表示冷却部70的结构的图。冷却部70对干燥处理之后的基体材料5进行冷却。冷却部70在两端形成有开口的框体74的内侧，具有下侧冷风喷出部71、上侧冷风喷出部75及排气箱76。另外，冷却部70具有向下侧冷风喷出部71输送常温的干燥空气的冷风送风部73、及向上侧冷风喷出部75供给干燥空气的冷风送风部78。框体74设置成包围通过搬运机构80搬运基体材料5的搬运路径PL。在框体74的两端形成有用于使基体材料5通过的开口。在框体74的内侧，在搬运路径PL的下侧，沿着基体材料5的搬运方向(X方向)设置有多个下侧冷风喷出部71 (在本实施方式中为三个)。另外，在框体74的内侧，在搬运路径PL的上侧，沿着基体材料5的搬运方向交替设置有多个上侧冷风喷出部75 (在本实施方式中为三个)和多个排气箱76 (在本实施方式中为四个)。冷却部70的框体74的长度没有特别的限定，在本实施方式中，设定为大约1000mm。设置于搬运路径PL的下侧的三个下侧冷风喷出部71分别具有图中省略的朝向上侧的多个喷出孔。下侧冷风喷出部71经由配管72与冷风送风部73连通并连接。冷风送风部73具有送风机及除湿器，将常温的干燥空气输送给下侧冷风喷出部71。多个下侧冷风喷出部71从喷出孔朝向上侧的搬运路径PL喷出从冷风送风部73输送来的干燥空气。另一方面，设置于搬运路径PL的上侧的三个上侧冷风喷出部75的各自的结构与干燥部40的上侧热风喷出部45的结构大致相同。即，各上侧冷风喷出部75构成为在与搬运路径PL平行的整流板上连接喷头。但是，在冷却部70的上侧冷风喷出部75没有设置陶瓷板。另外，在冷却部70中，上侧冷风喷出部75经由配管77与冷风送风部78连通并连接。冷风送风部78具有送风机及除湿器，将常温的干燥空气输送给上侧冷风喷出部75。多个上侧冷风喷出部75朝向下侧的搬运路径PL喷出由冷风送风部78输送来的干燥空气。另外，与干燥部40及退火部60同样地，上侧冷风喷出部75与下侧冷风喷出部71隔着搬运路径PL相向配置。由此，风压从上下方向作用于基体材料5的上下表面的相同位置，从而能够稳定地在冷却部70中搬运基体材料5。在沿着基体材料5的搬运方向(X方向)相邻配置的上侧冷风喷出部75之间设置有排气箱76。另外，在上侧冷风喷出部75的排列队列的两端也设置有排气箱76。S卩，相对于三个上侧冷风喷出部75设置有四个排气箱76。各排气箱76与干燥部40的排气箱56相同。搬运机构80沿着搬运路径PL从退火部60朝向冷却部70搬运在预热部20到退火部60中对电极材料的涂敷膜进行了加热处理的基体材料5。在基体材料5通过冷却部70时，通过从上侧冷风喷出部75及下侧冷风喷出部71喷出干燥空气来冷却高温的涂敷膜。即，被冷风送风部73输送有常温的干燥空气的下侧冷风喷出部71从基体材料5的下方吹送干燥空气，来直接冷却基体材料5，因产生从涂敷膜向基体材料5的热传导，来冷却涂敷膜。另外，被冷风送风部78输送有常温的干燥空气的上侧冷风喷出部75从基体材料5的上方吹送干燥空气，来直接冷却涂敷膜。从上侧冷风喷出部75朝向基体材料5的上表面吹送的干燥空气在整流板与基体材料5之间沿着X方向流动，并被设置在上侧冷风喷出部75的两侧的排气箱76回收。由于干燥空气在整流板与基体材料5之间流动，所以形成在基体材料5上的涂敷膜与常温的干燥空气持续接触，以高效率地冷却涂敷膜。通过像这样，从上侧冷风喷出部75及下侧冷风喷出部71喷出干燥空气，来从上下方向冷却形成在基体材料5上的电极材料的涂敷膜，从而使进行了干燥处理之后的涂敷膜的温度迅速地下降。从上侧冷风喷出部75及下侧冷风喷出部71喷出的干燥空气的流量只要为不使涂敷膜产生变形的程度的冷却速度即可。另外，在冷却部70，不需要将基体材料5冷却至常温，只要冷却至卷绕辊82能够卷绕的程度即可。另外，下侧冷风喷出部71从基体材料5的下方朝向上方吹送干燥空气，来借助干燥空气的风压，对基体材料5作用使其朝向上方浮起的力。由此，与在预热部20到退火部60中的喷出部同样地，下侧冷风喷出部71还起到使基体材料5向上浮起进行搬运的对搬运机构80的辅助作用。在本实施方式的热处理系统I中，设置预热部20，不直接从形成有刚涂敷不久的浆液状的涂敷膜的基体材料5的上方吹送热风，而是通过放射红外线及从下方间接地吹送热风，来预热涂敷膜。因此，不会迅速地干燥刚涂敷不久的涂敷膜，从而能够防止只将涂敷膜的表层干燥的不良情况及防止产生裂纹等。另外，热处理系统I在预热部20的后级设置有干燥部40，不仅从基体材料5的下方吹送热风，还从上方直接向预热之后的涂敷膜吹送热风，从而促进溶剂的蒸发。由此，能够高效率地干燥涂敷膜。即，热处理系统I通过设置预热部20及干燥部40双方，能够抑制因涂敷膜迅速地干燥而产生的不良情况，并且高效率地干燥涂敷膜。若涂敷膜的干燥效率变高，则能够缩短热处理系统I的装置长度，并且缩短干燥处理所需要的时间。另外，本实施方式的热处理系统I具有导风管35,该导风管35将从热风送风部27输送并且通过通气箱25的通气部23的热风引导至干燥部40的上侧热风喷出部45。然后，上侧热风喷出部45向基体材料5吹送从通气箱25的通气部23排出的热风。在热处理系统I中，在干燥部40，再次利用在预热部20用于对陶瓷板24进行加热的热风。因此，热处理系统I能够抑制热风消耗量的增大，并且高效率地干燥涂敷膜。以上，对本发明的实施方式进行了说明，本发明能够在不脱离其思想的范围内，进行除了上述方式以外的各种各样的变更。例如，在上述实施方式的热处理系统I中，设置了对形成在基体材料5上的电极材料的涂敷膜进行加热的三个区域(预热部20、干燥部40、退火部60)，但从对涂敷膜的干燥处理的观点来看，退火部60不是必须的要素。例如，若涂敷膜的材料为在进行干燥处理时几乎不产生变形等的材料，则只要具有预热部20及干燥部40作为对涂敷膜进行干燥处理的干燥装置即可。另外，可以在搬运机构80所具有的辅助辊83a 83e附设温调机构。例如，可以在分别配置于对涂敷膜进行加热的预热部20、干燥部40及退火部60前面的辅助辊83a、83b、83c附设加热机构,通过被加热的棍(热棍)来搬运基体材料5。由此,加热与辅助棍83a、83b、83c接触的基体材料5，通过来自基体材料5的热传导，对涂敷膜进行加热，能够辅助预热部20、干燥部40及退火部60对涂敷膜进行的加热。例如，能够采用内置于辊的加热器、从棍的外部照射光的齒素灯(halogen lamp)等,来作为这种辅助棍83a、83b、83c的加热机构。另一方面，可以在配置于紧邻冷却涂敷膜的冷却部70的前面及后面的辅助辊83d、83e附设冷却机构，通过被冷却的辊来搬运基体材料5。由此，冷却与辅助辊83d、83e接触的基体材料5，通过向基体材料5进行的热传导，来冷却涂敷膜，能够辅助冷却部70对涂敷膜进行的冷却处理。例如，能够采用向辊的内部供给冷却水的冷却水循环机构等，来作为这种辅助辊83d、83e的冷却机构。另外，由于上述实施方式的温调部90使温度调节结束的空气合流到导风管35，所以流经导风管35的空气的流量增加。若要使流经导风管35的空气的流量不发生变化，可以将温调部90作为热交换器插入到导风管35，通过该热交换器来调整流经导风管35的热风的温度。另外，设置于预热部20上的通气箱25及热风喷出部31的个数不限定于上述实施方式的例子，能够根据预热部20的长度等来适当地设定。例如，可以将设置于预热部20的通气箱25的个数设为一个，通过导风管35将通过该通气箱25的通气部23的热风引导至干燥部40的上侧热风喷出部45。同样地，设置于干燥部40、退火部60及冷却部70的风喷出部的个数也不限定于上述实施方式的例子，能够适当地设定。另外，在预热部20的三个通气箱25中的通气顺序也不限于上述实施方式的例子(从基体材料5的搬运方向的上游一侧向下流一侧)，能够适当地进行变更。例如，与上述实施方式的例子相反地，可以按照从位于基体材料5的搬运方向的下流一侧的通气箱25向上游一侧的通气箱25 (从图2、3的右侧到左侧)的顺序使热风通过。在上述实施方式的例子中，由于热风的温度逐渐地下降，所以相对于最开始能够强劲地进行加热，若使通气顺序相反，则能够进行缓缓的加热。另外，取代使热风依次通过串联的三个通气箱25，还可以向并联的通气箱25分别供给热风。分支成三个分支的导风管35分别与三个通气箱25连接，将分别向三个通气箱25供给的热风经由导风管35，供给至干燥部40的上侧热风喷出部45。由此，能够以相同的温度对三个通气箱25进行加热。另外，可以不在通气箱25的下表面设置陶瓷板24，而是使热风通过通气部23，对通气箱25进行加热，借助从升温之后的通气箱25的下表面直接放射的红外线，来对基体材料5上的涂敷膜进行加热。但是，像上述实施方式那样，在通气箱25的下表面设置陶瓷板24，能够更高效率地放射远红外线。另外，成为利用本发明的技术进行干燥处理的对象的涂敷膜，不限于锂离子二次电池的电极材料膜，还可以为例如太阳能电池材料(电极材料、封固材料)的涂敷膜或电子材料的绝缘膜、保护膜。能够将本发明的技术适当地应用于干燥涂敷了厚的粘度较高的材料的涂敷膜。因此，还可以将本发明的技术应用于干燥颜料、粘合剂的涂敷膜。附图标记说明I热处理系统5基体材料10涂敷处理部11涂敷喷嘴20预热部23通气部24、54 陶瓷板25通气箱27、33、53、63、68 热风送风部31热风喷出部35导风管40干燥部43整流板45、65上侧热风喷出部46 喷头50扩散防止板51、61下侧热风喷出部56、66、76 排气箱57排气部
60退火部70冷却部71下侧冷风喷出部75上侧冷风喷出部73、78冷风送风部80搬运机构83a 83e支撑辊90温调部PL搬运路径
权利要求
1.一种干燥装置，其对形成在基体材料上的涂敷膜进行干燥处理，其特征在于， 具有: 预热部，其对所述涂敷膜进行预热， 干燥部，其对所述涂敷膜进行加热来使溶剂蒸发， 搬运单元，其从所述预热部朝向所述干燥部搬运基体材料； 所述预热部具有: 第一热风喷出部，其设置于通过所述搬运单元搬运基体材料的搬运路径的下侧，从基体材料的下方吹送热风， 通气箱，其设置于所述搬运路径的上侧，并具有气体能够通过的通气部， 热风输送单元，其向所述通气部输送热风，来对所述通气箱进行加热； 所述干燥部具有: 第二热风喷出部，其设置于所述搬运路径的下侧，从基体材料的下方吹送热风， 第三热风喷出部，其设置于所述搬运路径的上侧，从基体材料的上方吹送热风； 所述干燥装置具有导风部，所述导风部将由所述热风输送单元输送并通过所述通气部的热风引导至所述第三热风喷出部，并且，所述第三热风喷出部向基体材料吹送从所述通气部排出的热风。
2.如权利要求1所述的干燥装置，其特征在于， 在所述通气箱的下表面具有陶瓷板，该陶瓷板被加热能够放射红外线。
3.如权利要求1或2所述的干燥装置，其特征在于， 所述热风输送单元向所述通气部输送的热风的温度，高于所述第一热风喷出部向基体材料吹送的热风的温度。
4.如权利要求1 3中任一项所述的干燥装置，其特征在于， 所述第三热风喷出部具有: 整流板，其设置成与所述搬运路径平行， 喷头，其从所述整流板的一部分朝向基体材料喷出由所述导出部引导来的热风。
5.如权利要求4所述的干燥装置，其特征在于， 在所述通气箱的下表面具有陶瓷板，该陶瓷板被加热能够放射红外线。
6.如权利要求4或5所述的干燥装置，其特征在于， 所述喷头与所述第二热风喷出部相向配置。
7.如权利要求1 6中任一项所述的干燥装置，其特征在于， 还具有温调单元，所述温调单元对从所述通气部经由所述导风部引导至所述第三热风喷出部的热风进行温度调节。
8.如权利要求1 7中任一项所述的干燥装置，其特征在于， 所述搬运单元包括被加热的辊。
9.如权利要求1 8中任一项所述的干燥装置，其特征在于， 还具有退火部，所述退火部向基体材料吹送温度高于所述第二热风喷出部及所述第三热风喷出部吹送的热风的温度的热风。
10.一种热处理系统,其特征在于， 具有:涂敷处理部,其在基体材料上涂敷涂敷液来形成涂敷膜，权利要求1 9中任一项所述的干燥装置，冷却部，其对干燥 处理之后的基体材料进行冷却。
全文摘要
通过涂敷处理形成有涂敷膜的基体材料(5)被从预热部(20)向干燥部(40)搬运并被干燥。预热部(20)不直接从形成有刚涂敷不久的涂敷膜的基体材料(5)的上方吹送热风，而通过放射红外线及从下方间接地吹送热风，来对涂敷膜进行预热。干燥部(40)通过直接从上下两个方向对预热后的基体材料(5)吹送热风，来促进溶剂的蒸发。另外，利用导风管(35)将在预热部(20)依次通过三个通气箱(25)的热风引导至干燥部(40)的上侧热风喷出部(45)，在干燥部(40)再次利用在预热部(20)用于对陶瓷板进行加热的热风。
文档编号H01M4/04GK103168209SQ201180050849
公开日2013年6月19日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年2月24日
发明者山越润一, 田中岩, 市边伸夫, 神田宽行 申请人:大日本网屏制造株式会社