WO2017169784A1 - 低温乾燥装置 - Google Patents

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    • F26B23/00—Heating arrangements
    • F26B23/04—Heating arrangements using electric heating

Definitions

  • the present invention relates to a low temperature drying apparatus.
  • a drying device a furnace body, a moving body that moves in the interior space of the furnace body with an object to be dried, an infrared heater disposed above the interior space of the furnace body,
  • a device provided with a gas supply means for supplying a gas whose temperature and humidity are adjusted to an internal space see Patent Document 1.
  • this type of drying apparatus includes an infrared transmission plate that partitions a first space including a moving body and a second space including an infrared heater in the internal space of the furnace body, and the temperature and humidity are adjusted in the first space.
  • Patent Document 2 There is also known one that allows the gas to pass through.
  • any drying apparatus since an infrared heater is disposed in the interior space of the furnace body, a wavelength unnecessary for drying an object to be dried is absorbed by the furnace wall, the temperature of the furnace wall rises, Atmospheric temperature sometimes increased. Depending on the object to be dried, the allowable upper limit temperature may be low. In such a case, the furnace atmosphere temperature may exceed the upper limit temperature.
  • the present invention has been made to solve such problems, and is intended to efficiently dry without exceeding the upper limit temperature even when drying an object to be dried whose allowable upper limit temperature is low. Objective.
  • the low-temperature drying apparatus of the present invention is A furnace body; An object to be dried holding member for holding the object to be dried so that the object to be dried is disposed inside the furnace body; An infrared transmitting plate provided on a surface of the furnace body facing the object to be dried holding member; Cooling air circulation means for circulating cooling air between the object to be dried and the infrared transmission plate held by the object to be dried holding member; An infrared heater arranged to face the infrared transmitting plate in an open space outside the furnace body; It is equipped with.
  • the furnace wall since there is no furnace wall around the infrared heater, the furnace wall does not absorb a wavelength unnecessary for drying an object to be dried and does not reach a high temperature. Therefore, it is possible to prevent the furnace atmosphere temperature from being excessively increased. Further, since cooling air flows between the object to be dried and the infrared transmission plate, the object to be dried and its holding member can be maintained at a relatively low temperature, and the infrared transmission plate can also be maintained at a low temperature. . From the above, even when an object to be dried having a low allowable upper limit temperature is dried, it can be efficiently dried without exceeding the upper limit temperature.
  • the low-temperature drying apparatus of the present invention may include a temperature-lowering means for lowering the temperature around the infrared heater. Although the periphery of the infrared heater is heated by the infrared heater, the temperature is lowered by the temperature lowering means. Although the gas around the infrared heater is in contact with the infrared transmission plate, the temperature of the gas is lowered, so that the infrared transmission plate can be reliably maintained at a low temperature.
  • the cooling air circulation means has an air supply port and an exhaust port for the cooling air, and the air supply port and the exhaust port are elongated along the plate surface of the infrared transmission plate. You may form in the slit which extends. If it carries out like this, since cooling air will flow easily along the plate
  • At least a side surface of the furnace body may be a metal surface that does not have a heat insulating material. In this way, even if the furnace atmosphere temperature rises, heat is easily dissipated through the metal surface that does not have a heat insulating material, so that the furnace atmosphere temperature can be kept low.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a low-temperature drying apparatus 10.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1. The longitudinal cross-sectional view of the infrared heater 50.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a low temperature drying apparatus 10 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG.
  • the front-rear direction and the up-down direction of the low-temperature drying device 10 are as shown in FIG. 1, and the left-right direction of the low-temperature drying device 10 is a direction perpendicular to the paper surface (the back of the paper surface is left and the front is right).
  • the low-temperature drying device 10 includes a furnace body 12, a sheet 20, an infrared transmission plate 30, an air supply device 40, an exhaust device 45, an infrared heater 50, a heater duct 60, and a controller 70. .
  • the low-temperature drying device 10 includes a roll 17 provided in front of the furnace body 12 and a roll 18 provided in the rear of the furnace body 12.
  • This low-temperature drying apparatus 10 is configured as a roll-to-roll type drying apparatus that continuously transports and drys the sheet 20 having the coating film 22 formed on the upper surface thereof by rolls 17 and 18.
  • the furnace body 12 is for drying the coating film.
  • the furnace body 12 is a structure formed in a substantially rectangular parallelepiped, and the front surface 13, the rear surface 14, and the left and right side surfaces (not shown) are metal surfaces having no heat insulating material.
  • the metal surface should just have high heat conductivity, for example, stainless steel, anodized aluminum, etc. are mentioned. This metal surface may be provided with columns and beams for providing structural strength.
  • An infrared transmission plate 30 is fitted on the upper surface of the furnace body 12 at a position facing the sheet 20. Openings 15 and 16 are provided in the front surface 13 and the rear surface 14 of the furnace body 12, respectively. The openings 15 and 16 serve as entrances and exits into the furnace body 12.
  • the furnace body 12 has a length from the front surface 13 to the rear surface 14 of, for example, 2 to 10 m.
  • the furnace body 12 includes a transfer passage 19 extending from the opening 15 to the opening 16.
  • the conveyance passage 19 penetrates the furnace body 12 in the horizontal direction.
  • the sheet 20 on which the coating film 22 is applied on one side passes through the conveyance path 19.
  • the sheet 20 is not particularly limited, but is, for example, a resin sheet.
  • the sheet 20 is made of a PET film.
  • the sheet 20 is not particularly limited.
  • the thickness is 10 to 100 ⁇ m
  • the width (length in the left-right direction) is 200 to 1000 mm
  • the length of the sheet 20 in the furnace in the front-rear direction is 1000 to 1500 mm.
  • the coating film 22 is applied to the upper surface of the sheet 20, and is used as a thin film for MLCC (multilayer ceramic capacitor) after drying, for example.
  • the coating film 22 contains, for example, ceramic powder or metal powder, an organic binder, and an organic solvent.
  • the thickness of the coating film 22 is not particularly limited, but is, for example, 20 to 1000 ⁇ m.
  • the infrared transmitting plate 30 is attached so as to cover the opening 12a provided on the upper surface of the furnace body 12, and is opposed to the sheet 20 on which the coating film 22 is held.
  • the infrared transmitting plate 30 is made of quartz glass, borosilicate crown glass, or the like, and functions as a filter that passes infrared rays having a wavelength of 3.5 ⁇ m or less and absorbs infrared rays having a wavelength exceeding 3.5 ⁇ m.
  • the infrared transmitting plate 30 is preferably made of the same material as an inner tube 53 and an outer tube 55 of the infrared heater 50 described later.
  • the infrared transmission plate is not limited to the one that transmits infrared rays having a wavelength of 3.5 ⁇ m or less, and may be one that transmits infrared rays having a long wavelength such as 6 ⁇ m.
  • the air supply device 40 is a device that supplies (blows) fluid to the surface side of the sheet 20 to cool the coating film 22, the sheet 20, and the infrared transmission plate 30 that pass through the furnace body 12.
  • the air supply device 40 includes an air supply fan 41, a pipe structure 42, and an air supply port 43.
  • the air supply fan 41 is attached to the pipe structure 42 and supplies fluid to the inside of the pipe structure 42.
  • the fluid is cool air that can cool the sheet 20, for example, air at normal temperature or 50 ° C. or less.
  • the air supply fan 41 can adjust the flow rate and temperature of the fluid.
  • the pipe structure 42 serves as a fluid passage from the air supply fan 41.
  • the pipe structure 42 forms a passage from the air supply fan 41 through the ceiling of the furnace body 12 to the inside of the furnace body 12.
  • the air supply port 43 serves as a supply port for supplying fluid from the air supply fan 41 to the furnace body 12.
  • the air supply port 43 is provided on the opening 16 side that is the carry-out side of the sheet 20 in the furnace body 12, and opens toward the opening 15 side that is the carry-in side. As shown in FIG. 2, the air supply port 43 is formed in a slit that extends in the longitudinal direction along the plate surface of the infrared transmission plate.
  • the air supply device 40 supplies fluid in the direction opposite to the conveyance direction of the sheet 20 (in the left direction in FIG. 1).
  • the exhaust device 45 is a device that discharges the atmospheric gas in the furnace body 12.
  • the exhaust device 45 includes an exhaust fan 46, a pipe structure 47, and an exhaust port 48.
  • the exhaust port 48 is provided on the opening 15 side which is the carry-in side of the sheet 20 in the furnace body 12 and opens toward the opening 16 side which is the carry-out side.
  • the exhaust port 48 is also formed in a slit that is elongated in the front-rear direction along the plate surface of the infrared transmission plate.
  • the exhaust port 48 is attached to the pipe structure 47, and sucks atmospheric gas in the furnace body 12 (mainly air blown from the air supply device 40 after flowing along the surface of the coating film 22) to form the pipe structure. Guide into the body 47.
  • the pipe structure 47 serves as a flow path for the atmospheric gas from the exhaust port 48 to the exhaust fan 46.
  • the pipe structure 47 forms a passage from the exhaust port 48 through the ceiling of the furnace body 12 to the exhaust fan 46.
  • the exhaust fan 46 is attached to the pipe structure 47 and exhausts the atmospheric gas inside the pipe structure 47.
  • the infrared heater 50 is a device that irradiates the coating film 22 passing through the furnace body 12 from the outside of the furnace body 12 through the infrared transmission plate 30, and is provided in an open space OP outside the furnace body 12. A plurality of pieces are suspended from the frame 51. These infrared heaters 50 are opposed to the infrared transmission plate 30.
  • the open space OP is a space in the building where the furnace body 12 is installed.
  • a plurality of infrared heaters 50 (six in this embodiment) are arranged substantially evenly from the front part to the rear part of the infrared transmission plate 30.
  • the plurality of infrared heaters 50 have the same configuration, and are attached so that the longitudinal direction thereof is orthogonal to the conveying direction of the coating film 22.
  • the configuration of one infrared heater 50 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
  • 3 is a longitudinal sectional view of the infrared heater 50
  • FIG. 4 is a sectional view taken along the line BB of FIG.
  • the infrared heater 50 is airtightly fitted to a heater body 54 formed so that the inner tube 53 surrounds the heating element 52, an outer tube 55 formed so as to surround the heater body 54, and both ends of the outer tube 55.
  • the heating element 52 is energized and heated to 700 to 1200 ° C., and emits infrared rays having a peak at a wavelength near 3 ⁇ m.
  • the inner tube 53 is made of quartz glass, borosilicate crown glass, or the like, and functions as a filter that passes infrared rays having a wavelength of 3.5 ⁇ m or less and absorbs infrared rays having a wavelength exceeding 3.5 ⁇ m.
  • the heater body 54 is supported at both ends by holders 58 disposed inside the cap 56.
  • the outer tube 55 is made of quartz glass, borosilicate crown glass, or the like, and passes through infrared rays having a wavelength of 3.5 ⁇ m or less and absorbs infrared rays having a wavelength exceeding 3.5 ⁇ m. Function.
  • the refrigerant flows from a supply port provided in one cap 56 to a discharge port provided in the other cap 56.
  • the refrigerant flowing through the flow path 57 is, for example, air or an inert gas, and cools the tubes 53 and 55 by contacting the inner tube 53 and the outer tube 55 to remove heat.
  • infrared heater 50 when infrared rays having a peak near 3 ⁇ m are emitted from the heating element 52, infrared rays having a wavelength of 3.5 ⁇ m or less pass through the inner tube 53 and the outer tube 55 to be heated. Irradiated.
  • Infrared light having this wavelength is said to be excellent in the ability to break the hydrogen bond of the organic solvent, and can efficiently evaporate the organic solvent.
  • the inner tube 53 and the outer tube 55 absorb infrared rays having a wavelength exceeding 3.5 ⁇ m, but are cooled by the refrigerant flowing through the flow path 57. Therefore, the outer surface of the infrared heater 50 can be maintained at 200 ° C. or lower.
  • the heater duct 60 is for exhausting and ventilating the gas around the infrared heater 50 disposed in the open space OP outside the furnace body 12 to the outside of the building where the low-temperature drying device 10 is installed. . For this reason, the temperature around the infrared heater 50 can be kept low.
  • the controller 70 is configured as a microprocessor centered on a CPU.
  • the controller 70 outputs a control signal to the air supply fan 41 and the exhaust fan 46 to control the temperature and the air volume of the fluid blown from the air supply port 43 and the exhaust amount from the exhaust port 48. To do.
  • the controller 70 can adjust the passage time of the sheet 20 and the coating film 22 in the furnace body 12 and the tension applied to the sheet 20 and the coating film 22 by controlling the rotation speed of the rolls 17 and 18. .
  • the controller 70 also performs output control of each infrared heater 50.
  • the controller 70 rotates the rolls 17 and 18 and starts conveying the sheet 20. As a result, the sheet 20 is unwound from the roll 17 disposed at the left end of the low-temperature drying apparatus 10.
  • a coating film 22 is applied to the upper surface by a coater (not shown). And the sheet
  • the controller 70 controls the air supply fan 41, the exhaust fan 46, the infrared heater 50, and the like.
  • the coating film 22 formed on the upper surface of the sheet 20 is dried by being irradiated with infrared rays from the infrared heater 50 through the infrared transmission plate 30.
  • the coating film 22, the sheet 20, and the infrared transmission plate 30 are cooled by the cold air from the air supply device 40, and the solvent evaporated from the coating film 22 is discharged from the exhaust device 45.
  • the heater duct 60 exhausts the warm air around the infrared heater 50 and ventilates it.
  • the coating film 22 is dried to a thin film while being kept at a low furnace atmosphere temperature (for example, 40 ° C.
  • the low-temperature drying apparatus 10 of the present embodiment corresponds to the low-temperature drying apparatus of the present invention
  • the furnace body 12 corresponds to the furnace body
  • the sheet 20 corresponds to the object to be dried holding member
  • the infrared transmission plate 30 serves as the infrared transmission plate.
  • the air supply device 40 and the exhaust device 45 correspond to cooling air circulation means
  • the infrared heater 50 corresponds to an infrared heater
  • the heater duct 60 corresponds to a low temperature means.
  • the furnace wall since the furnace wall does not exist around the infrared heater 50, the furnace wall absorbs a wavelength unnecessary for drying the coating film 22, and the temperature is increased. None become. Therefore, it is possible to prevent the atmospheric temperature inside the furnace body 12 from rising excessively. Moreover, since the cooling air flows between the coating film 22 and the infrared transmission plate 30, the coating film 22 and the sheet 20 can be maintained at a relatively low temperature, and the infrared transmission plate 30 can also be maintained at a low temperature. it can. From the above, even when the coating film 22 having a low allowable upper limit temperature is dried, it can be efficiently dried without exceeding the upper limit temperature.
  • the infrared heater 50 is disposed outside the furnace, the furnace volume can be reduced. Furthermore, even if the temperature of the infrared heater 50 becomes high, the inside of the furnace is hardly affected, so that the output of the infrared heater 50 can be increased and drying can be performed in a short time.
  • the surroundings of the infrared heater 50 are heated by the infrared heater 50, they are ventilated by the heater duct 60 and replaced with a new gas having a low temperature.
  • the gas around the infrared heater 50 is in contact with the infrared transmitting plate 30, the temperature of the gas is lowered, so that the infrared transmitting plate 30 can be reliably maintained at a low temperature.
  • the cooling air supply port 43 and the exhaust port 48 are formed as slits extending along the plate surface of the infrared transmission plate 30, the cooling air easily flows along the plate surface of the infrared transmission plate 30.
  • the plate surface of the infrared transmission plate 30 can be efficiently cooled.
  • the side surface of the furnace body 12 is a metal surface that does not have a heat insulating material, heat is easily radiated through the metal surface that does not have a heat insulating material even if the temperature inside the furnace increases. Therefore, the furnace atmosphere temperature can be kept low.
  • the roll-to-roll system in which the sheet 20 is bridged between the two rolls 17 and 18 is exemplified, but the present invention is not particularly limited thereto.
  • the heater duct 60 is provided in the open space OP, but an air conditioner for controlling the temperature and humidity of the open space OP may be attached instead of the heater duct 60. Even in this way, the temperature of the gas around the infrared heater 50 can be lowered.
  • the infrared heater 50 that emits infrared light having a wavelength of 3.5 ⁇ m or less is employed.
  • the infrared heater 50 is not particularly limited to this, and an appropriate wavelength region in the range of 0.7 to 1000 ⁇ m is adopted. You can use what you have.
  • the coating film 22 is used as a thin film for MLCC, but is not limited thereto.
  • it may be used as a thin film for LTCC (low temperature fired ceramics) or other green sheets.
  • the coating film 22 is good also as what is used as a coating film used as an electrode for batteries, such as a lithium ion secondary battery.
  • the coating film 22 may be formed by applying an electrode material paste obtained by kneading together an electrode material (positive electrode active material or negative electrode active material), a binder, a conductive material, and a solvent onto the sheet 20.
  • the coating film 22 is a coating film that serves as an electrode for a battery
  • the sheet 20 may be a metal sheet such as aluminum or copper.
  • the positional relationship of the air supply port 43 of the air supply device 40 is not particularly specified, but in order to prevent convective heat from rising from the coating film 22 due to the processing or heating of the coating film 22. If the upper portion 43a (see FIG. 2) of the air supply port 43 is located closer to the infrared transmission plate 30 than the middle point (the middle point) between the coating film 22 and the infrared transmission plate 30, the present The effect of the invention is easily achieved.
  • the present invention can be used in industries that require drying of an object to be dried such as a coating film, for example, a ceramic industry that manufactures MLCC, LTCC, and the like, a battery industry that manufactures an electrode coating film of a lithium ion secondary battery, and the like.
  • a coating film for example, a ceramic industry that manufactures MLCC, LTCC, and the like, a battery industry that manufactures an electrode coating film of a lithium ion secondary battery, and the like.

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Abstract

低温乾燥装置１０は、炉体１２と、シート２０と、赤外線透過板３０と、給気装置４０と、排気装置４５と、赤外線ヒーター５０とを備えている。シート２０は、被乾燥物である塗膜２２が炉体１２の内部に配置されるように塗膜２２を保持する。赤外線透過板３０は、炉体１２のうちシート２０と対向する面に設けられている。給気装置４０と排気装置４５は、塗膜２２と赤外線透過板３０との間に冷却風を流通させる。赤外線ヒーター５０は、炉体１２の外側の開放空間ＯＰにおいて赤外線透過板３０と対向するように配置されている。

Description

低温乾燥装置
　本発明は、低温乾燥装置に関する。
　従来より、乾燥装置としては、炉体と、被乾燥物を載せた状態で炉体の内部空間を移動する移動体と、炉体の内部空間の上方に配置された赤外線ヒーターと、炉体の内部空間に温度及び湿度が調節された気体を供給する気体供給手段とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。また、この種の乾燥装置において、炉体の内部空間のうち移動体を含む第１空間と、赤外線ヒーターを含む第２空間とを仕切る赤外線透過板を備え、第１空間に温度及び湿度が調節された気体を通過させるものも知られている（特許文献２参照）。
特許３８９７４５６号公報 国際公開第２０１４／１３２９５２号パンフレット
　しかしながら、いずれの乾燥装置も、炉体の内部空間に赤外線ヒーターが配置されているため、被乾燥物を乾燥するのに不要な波長が炉壁に吸収されて炉壁の温度が上がり、炉内雰囲気温度が高くなってしまうことがあった。被乾燥物によっては許容される上限温度が低いことがあるが、そのような場合には炉内雰囲気温度がその上限温度を超えるおそれがあった。
　本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、許容される上限温度が低い被乾燥物を乾燥する場合であってもその上限温度を超えることなく効率よく乾燥することを主目的とする。
　本発明の低温乾燥装置は、
　炉体と、
　被乾燥物が前記炉体の内部に配置されるように前記被乾燥物を保持する被乾燥物保持部材と、
　前記炉体のうち前記被乾燥物保持部材と対向する面に設けられた赤外線透過板と、
　前記被乾燥物保持部材に保持される前記被乾燥物と前記赤外線透過板との間に冷却風を流通させる冷却風流通手段と、
　前記炉体の外側の開放空間において前記赤外線透過板と対向するように配置された赤外線ヒーターと、
　を備えたものである。
　この低温乾燥装置では、赤外線ヒーターの周囲には炉壁が存在しないため、被乾燥物を乾燥するのに不要な波長を炉壁が吸収して高温になることがない。そのため、炉内雰囲気温度が上がり過ぎるのを防止することができる。また、被乾燥物と赤外線透過板との間に冷却風が流通するため、被乾燥物やその保持部材を比較的低温に維持することができるし、赤外線透過板も低温に維持することができる。以上のことから、許容される上限温度が低い被乾燥物を乾燥する場合であっても、その上限温度を超えることなく効率よく乾燥することができる。
　本発明の低温乾燥装置は、前記赤外線ヒーターの周囲を低温にする低温化手段を備えていてもよい。赤外線ヒーターの周囲は赤外線ヒーターによって温められるものの、低温化手段によって低温化される。赤外線ヒーターの周囲の気体は赤外線透過板と接しているが、その気体の温度が低温化されるため、赤外線透過板を確実に低温に維持することができる。
　本発明の低温乾燥装置において、前記冷却風流通手段は、前記冷却風の給気口及び排気口を有し、前記給気口及び前記排気口は、前記赤外線透過板の板面に沿って細長く延びるスリットに形成されていてもよい。こうすれば、冷却風は赤外線透過板の板面に沿って流れやすくなるため、赤外線透過板を効率よく冷却することができる。
　本発明の低温乾燥装置において、前記炉体の少なくとも側面は、断熱材を有さない金属面であってもよい。こうすれば、炉内雰囲気温度が上がりかけたとしても、断熱材を有さない金属面を介して容易に放熱されるため、炉内雰囲気温度を低く維持することができる。
低温乾燥装置１０の概略構成を示す縦断面図。 図１のＡ－Ａ断面図。 赤外線ヒーター５０の縦断面図。 図３のＢ－Ｂ断面図。
　次に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施形態である低温乾燥装置１０の概略構成を示す縦断面図、図２は図１のＡ－Ａ断面図である。説明の便宜上、低温乾燥装置１０の前後方向、上下方向は図１に示すとおりとし、低温乾燥装置１０の左右方向は紙面と垂直な方向（紙面の奥が左、手前が右）とする。
　低温乾燥装置１０は、炉体１２と、シート２０と、赤外線透過板３０と、給気装置４０と、排気装置４５と、赤外線ヒーター５０と、ヒーター用ダクト６０と、コントローラー７０とを備えている。また、低温乾燥装置１０は、炉体１２の前方に設けられたロール１７と、炉体１２の後方に設けられたロール１８とを備えている。この低温乾燥装置１０は、塗膜２２が上面に形成されたシート２０を、ロール１７，１８により連続的に搬送して乾燥を行う、ロールトゥロール方式の乾燥装置として構成されている。
　炉体１２は、塗膜の乾燥を行うためのものである。炉体１２は、略直方体に形成された構造体であり、前面１３や後面１４、左右側面（図示せず）は断熱材を有さない金属面となっている。金属面は、伝熱性の高いものであればよく、例えばステンレス鋼やアルマイト加工済みのアルミニウムなどが挙げられる。この金属面には、構造的な強度を持たせるための柱や梁が設けられていてもよい。炉体１２の上面には、シート２０と対向する位置に赤外線透過板３０が嵌め込まれている。炉体１２の前面１３及び後面１４には、それぞれ開口１５，１６が設けられている。開口１５，１６は、炉体１２の内部への出入口となる。この炉体１２は、前面１３から後面１４までの長さが例えば２～１０ｍである。炉体１２は、開口１５から開口１６に至る搬送通路１９を備えている。搬送通路１９は、炉体１２を水平方向に貫通している。片面に塗膜２２が塗布されたシート２０は、この搬送通路１９を通過していく。
　シート２０は、特に限定するものではないが、例えば樹脂製のシートであり、本実施形態ではＰＥＴフィルムからなるものとした。シート２０は、特に限定するものではないが、例えば厚さ１０～１００μｍ，幅（左右方向の長さ）２００～１０００ｍｍであり、炉内のシート２０の前後方向の長さは１０００～１５００ｍｍである。また、塗膜２２は、シート２０の上面に塗布されたものであり、例えば乾燥後にＭＬＣＣ（積層セラミックコンデンサ）用の薄膜として用いられるものである。塗膜２２は、例えばセラミック粉末又は金属粉末と、有機バインダーと、有機溶剤とを含むものである。塗膜２２の厚みは、特に限定するものではないが、例えば２０～１０００μｍである。
　赤外線透過板３０は、炉体１２の上面に設けられた開口１２ａを覆うように取り付けられ、塗膜２２が保持されたシート２０と対向している。赤外線透過板３０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。この赤外線透過板３０の材質は、後述する赤外線ヒーター５０の内管５３や外管５５と同じ材質にするのが好ましい。また、赤外線透過板は３．５μｍ以下の波長の赤外線を透過するものに限定されず、６μｍ等の長波長の赤外線を透過するものとしてもよい。
　給気装置４０は、流体をシート２０の表面側に供給（送風）して炉体１２内を通過する塗膜２２やシート２０、赤外線透過板３０を冷却させる装置である。給気装置４０は、給気ファン４１と、パイプ構造体４２と、給気口４３とを備えている。給気ファン４１は、パイプ構造体４２に取り付けられており、流体をパイプ構造体４２の内部へ供給するものである。流体は、シート２０を冷却可能な冷風であり、例えば常温や５０℃以下の空気である。給気ファン４１は、流体の流量や温度の調節が可能となっている。パイプ構造体４２は、給気ファン４１からの流体の通路となるものである。パイプ構造体４２は、給気ファン４１から炉体１２の天井を貫通して炉体１２の内部までの通路を形成している。給気口４３は、給気ファン４１からの流体の炉体１２への供給口となるものである。この給気口４３は、炉体１２のうちシート２０の搬出側である開口１６側に設けられ、搬入側である開口１５側に向けて開口している。給気口４３は、図２に示すように、赤外線透過板の板面に沿って前後方向に細長く延びるスリットに形成されている。給気装置４０は、シート２０の搬送方向とは反対方向に（図１の左方向に）流体を供給する。
　排気装置４５は、炉体１２内の雰囲気ガスを排出する装置である。排気装置４５は、排気ファン４６と、パイプ構造体４７と、排気口４８と、を備えている。排気口４８は、炉体１２のうちシート２０の搬入側である開口１５側に設けられ、搬出側である開口１６側に向けて開口している。この排気口４８も、給気口４３と同様、赤外線透過板の板面に沿って前後方向に細長く延びるスリットに形成されている。排気口４８はパイプ構造体４７に取り付けられており、炉体１２内の雰囲気ガス（主に塗膜２２の表面に沿って流れた後の給気装置４０からの送風）を吸引してパイプ構造体４７内に導く。パイプ構造体４７は、排気口４８から排気ファン４６への雰囲気ガスの流路となるものである。パイプ構造体４７は、排気口４８から炉体１２の天井を貫通して排気ファン４６までの通路を形成している。排気ファン４６は、パイプ構造体４７に取り付けられており、パイプ構造体４７内部の雰囲気ガスを排気する。
　赤外線ヒーター５０は、炉体１２の外側から赤外線透過板３０を介して炉体１２内を通過する塗膜２２に赤外線を照射する装置であり、炉体１２の外部の開放空間ＯＰに設けられたフレーム５１に複数吊り下げられている。これらの赤外線ヒーター５０は、赤外線透過板３０に対向している。本実施形態では、開放空間ＯＰは、炉体１２が設置された屋舎内の空間である。本実施形態では、赤外線ヒーター５０は赤外線透過板３０の前部から後部にわたって略均等に複数本（本実施形態では６本）配置されている。この複数の赤外線ヒーター５０は、いずれも同様の構成をしており、その長手方向と塗膜２２の搬送方向とが直交するように取り付けられている。以下、１つの赤外線ヒーター５０の構成について図３及び図４を参照しながら説明する。図３は赤外線ヒーター５０の縦断面図、図４は図３のＢ－Ｂ断面図である。
　赤外線ヒーター５０は、発熱体５２を内管５３が囲むように形成されたヒーター本体５４と、このヒーター本体５４を囲むように形成された外管５５と、外管５５の両端に気密に嵌め込まれた有底筒状のキャップ５６と、ヒーター本体５４と外管５５との間に形成され冷媒が流通可能な流路５７とを備えている。発熱体５２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。内管５３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５４は、両端がキャップ５６の内部に配置されたホルダー５８に支持されている。外管５５は、内管５３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。流路５７は、一方のキャップ５６に設けた供給口から他方のキャップ５６に設けた排出口へ冷媒が流れるようになっている。流路５７を流れる冷媒は、例えば空気や不活性ガスなどであり、内管５３と外管５５に接触して熱を奪うことにより各管５３，５５を冷却する。こうした赤外線ヒーター５０は、発熱体５２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５３や外管５５を通過して加熱対象物に照射される。この波長の赤外線は、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５３や外管５５は、３．５μｍを超える波長の赤外線を吸収するが、流路５７を流れる冷媒によって冷却される。そのため、赤外線ヒーター５０の外面を２００℃以下に維持することができる。
　ヒーター用ダクト６０は、炉体１２の外側の開放空間ＯＰに配置された赤外線ヒーター５０の周囲の気体を低温乾燥装置１０が設置された屋舎の外へ排出して換気するためのものである。このため、赤外線ヒーター５０の周囲の温度を低く維持することができる。
　コントローラー７０は、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサーとして構成されている。このコントローラー７０は、給気ファン４１や排気ファン４６に制御信号を出力して、給気口４３から送風される流体の温度及び風量を制御したり、排気口４８からの排気量を制御したりする。また、コントローラー７０は、ロール１７，ロール１８の回転速度を制御することで、炉体１２内のシート２０及び塗膜２２の通過時間やシート２０及び塗膜２２にかかる張力を調整することができる。このコントローラー７０は、各赤外線ヒーター５０の出力制御も行う。
　次に、こうして構成された低温乾燥装置１０を用いて塗膜２２を乾燥する処理の一例を説明する。まず、コントローラー７０がロール１７，ロール１８を回転させ、シート２０の搬送を開始する。これにより、低温乾燥装置１０の左端に配置されたロール１７からシート２０が巻き外されていく。また、シート２０は開口１５から炉体１２内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塗膜２２が塗布される。そして、塗膜２２が塗布されたシート２０は、炉体１２内に搬送される。このとき、コントローラー７０は、給気ファン４１や排気ファン４６、赤外線ヒーター５０等を制御する。これにより、シート２０が炉体１２の内部を通過する間に、シート２０の上面に形成された塗膜２２は、赤外線ヒーター５０から赤外線透過板３０を介して赤外線が照射されることによって乾燥される。これと同時に、給気装置４０からの冷風により塗膜２２やシート２０、赤外線透過板３０は冷却され、塗膜２２から蒸発した溶剤は排気装置４５から排出される。この間、ヒーター用ダクト６０は、赤外線ヒーター５０の周囲の暖気を排出し換気する。これらのことが統合された結果、炉内雰囲気温度が低く（例えば４０℃とか３５℃）保たれたまま塗膜２２が乾燥されて薄膜となり、開口１６から搬出される。そして、この薄膜（塗膜２２）は、炉体１２の右端に設置されたロール１８にシート２０とともに巻き取られる。その後、薄膜はシート２０から剥離され、所定形状に切断されて積層され、ＭＬＣＣが製造される。
　ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の低温乾燥装置１０が本発明の低温乾燥装置に相当し、炉体１２が炉体に相当し、シート２０が被乾燥物保持部材に相当し、赤外線透過板３０が赤外線透過板に相当し、給気装置４０及び排気装置４５が冷却風流通手段に相当し、赤外線ヒーター５０が赤外線ヒーターに相当し、ヒーター用ダクト６０が低温化手段に相当する。
　以上詳述した本実施形態の低温乾燥装置１０によれば、赤外線ヒーター５０の周囲には炉壁が存在しないため、塗膜２２を乾燥するのに不要な波長を炉壁が吸収して高温になることがない。そのため、炉体１２の内部の雰囲気温度が上がり過ぎるのを防止することができる。また、塗膜２２と赤外線透過板３０との間に冷却風が流通するため、塗膜２２やシート２０を比較的低温に維持することができるし、赤外線透過板３０も低温に維持することができる。以上のことから、許容される上限温度が低い塗膜２２を乾燥する場合であっても、その上限温度を超えることなく効率よく乾燥することができる。また、赤外線ヒーター５０を炉外に配置したため、炉内容積を小さくすることができる。更に、赤外線ヒーター５０の温度が高くなったとしても炉内はその影響をほとんど受けないため、赤外線ヒーター５０の出力を高くして短時間で乾燥することができる。
　また、赤外線ヒーター５０の周囲は赤外線ヒーター５０によって温められるものの、ヒーター用ダクト６０によって換気されて温度の低い新たな気体に入れ替わる。赤外線ヒーター５０の周囲の気体は赤外線透過板３０と接しているが、その気体の温度が低温化されるため、赤外線透過板３０を確実に低温に維持することができる。
　更に、冷却風の給気口４３及び排気口４８は、赤外線透過板３０の板面に沿って細長く延びるスリットに形成されているため、冷却風は赤外線透過板３０の板面に沿って流れやすく、赤外線透過板３０の板面を効率よく冷却することができる。
　更にまた、炉体１２の側面は、断熱材を有さない金属面であるため、炉内雰囲気温度が上がりかけたとしても、断熱材を有さない金属面を介して容易に放熱される。したがって、炉内雰囲気温度を低く維持することができる。
　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。
　例えば、上述した実施形態では、二つのロール１７，１８にシート２０を架け渡すロールトゥロール方式を例示したが、特にこれに限定されるものではない。例えば、炉体１２に蓋を設けその蓋を開けて被乾燥物を炉体１２内に配置したあと蓋を閉めて乾燥処理を実施し、その後蓋を開けて被乾燥物を取り出すというバッチ方式を採用してもよい。あるいは、入口から出口へ送られるコンベアベルトの上面に被乾燥物を直に又は容器に入れて載置する方式を採用してもよい。
　上述した実施形態では、開放空間ＯＰにヒーター用ダクト６０を設けたが、ヒーター用ダクト６０の代わりに、開放空間ＯＰの温度や湿度をコントロールするエアコンを取り付けてもよい。このようにしても、赤外線ヒーター５０の周囲の気体を低温化することができる。
　上述した実施形態では、赤外線ヒーター５０として３．５μｍ以下の波長の赤外線を放射するものを採用したが、特にこれに限定されるものではなく、０．７～１０００μｍの範囲で適宜の波長域をもつものを採用することができる。
　上述した実施形態では、塗膜２２はＭＬＣＣ用の薄膜として用いられるものとしたが、これに限られない。例えば、ＬＴＣＣ（低温焼成セラミックス）やその他のグリーンシート用の薄膜として用いるものとしてもよい。あるいは、塗膜２２がリチウムイオン二次電池などの電池用の電極となる塗膜として用いられるものとしてもよい。この場合、塗膜２２は、例えば、電極材（正極活物質又は負極活物質）とバインダーと導電材と溶剤とを共に混練した電極材ペーストを、シート２０上に塗布したものとしてもよい。塗膜２２が電池用の電極となる塗膜である場合、シート２０は、アルミニウムや銅等の金属シートとしてもよい。
　上述した実施形態では、給気装置４０の給気口４３の位置関係を特に指定していないが、塗膜２２が処理もしくは加熱されたことにより塗膜２２から対流熱が上昇するのを防ぐために、塗膜２２と赤外線透過板３０の距離の中間地点（真ん中の地点）よりも赤外線透過板３０に近い側に給気口４３の上部４３ａ（図２参照）が位置していると、より本発明の効果が達成されやすい。
　本出願は、２０１６年３月２８日に出願された日本国特許出願第２０１６－０６３６２６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。
　本発明は、塗膜などの乾燥対象の乾燥が必要な産業、例えばＭＬＣＣやＬＴＣＣ等を製造するセラミックス産業、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などに利用可能である。
１０　低温乾燥装置、１２　炉体、１２ａ　開口、１３　前面、１４　後面、１５，１６　開口、１７，１８　ロール、１９　搬送通路、２０　シート、２２　塗膜、３０　赤外線透過板、４０　給気装置、４１　給気ファン、４２　パイプ構造体、４３　給気口、４３ａ　上部、４５　排気装置、４６　排気ファン、４７　パイプ構造体、４８　排気口、５０　赤外線ヒーター、５１　フレーム、５２　発熱体、５３　内管、５４　ヒーター本体、５５　外管、５６　キャップ、５７　流路、５８　ホルダー、６０　ヒーター用ダクト、７０　コントローラー。

Claims (4)

  1. 　炉体と、
    　被乾燥物が前記炉体の内部に配置されるように前記被乾燥物を保持する被乾燥物保持部材と、
    　前記炉体のうち前記被乾燥物保持部材と対向する面に設けられた赤外線透過板と、
    　前記被乾燥物保持部材に保持される前記被乾燥物と前記赤外線透過板との間に冷却風を流通させる冷却風流通手段と、
    　前記炉体の外側の開放空間において前記赤外線透過板と対向するように配置された赤外線ヒーターと、
    　を備えた低温乾燥装置。
  2. 　請求項１に記載の低温乾燥装置であって、
    　前記赤外線ヒーターの周囲を低温にする低温化手段
    　を備えた低温乾燥装置。
  3. 　前記冷却風流通手段は、前記冷却風の供給口及び排出口を有し、
    　前記供給口及び前記排出口は、前記赤外線透過板の板面に沿って細長く延びるスリットである、
    　請求項１又は２に記載の低温乾燥装置。
  4. 　前記炉体の少なくとも側面は、断熱材を有さない金属面である、
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の低温乾燥装置。
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