JP5194745B2 - シート状基材の乾燥装置 - Google Patents
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Description
具体的には、例えば特許文献1および特許文献2に示されているように、エアを吹き出すノズルが、ローラ等により搬送されるシート状基材の両面側において、その搬送方向に間隔を隔てて複数配設される構成を有する乾燥装置である。かかる乾燥装置に備えられるノズルは、細長形状のエア吹出口を有し、そのエア吹出口が、シート状基材側に向かうとともに長手方向がシート状基材の搬送方向に対して垂直方向(シート状基材の幅方向)となるような姿勢で設けられる。このような構成を有する乾燥装置は、次のようにして用いられる。
なお、図20においては、シート状基材150の両面側に配されるノズル102のうち、片側(下側)に配されるノズル102のみを示している。したがって、実際の装置においては、シート状基材150を挟んで略対称に(シート状基材150の上側に)、ノズル102およびチャンバー105が設けられることとなる。
また、前述したように跳ね返ったエアがシート状基材150に再び当たることは、シート状基材150近傍の気流の安定性を低下させ、シート状基材150が振動する等、シート状基材150の搬送を不安定なものとする原因となる。
すなわち、本発明によれば、装置のコンパクト化を容易に図ることができるとともに、エアの吹付けによる乾燥によって生じる揮発溶剤等の揮発した成分の換気性の向上が図れ、基材に対する跳ね返りエアが防止できることから、乾燥効率の向上、および基材搬送の安定性の向上を図ることができる。
本発明に係るシート状基材の乾燥装置(以下単に「乾燥装置」という。)は、乾燥が必要な材料が塗布された帯状のシート状基材(薄膜基材)に対して熱風エア等のエアを吹き付けることにより、搬送されるシート状基材をリフティングしながら連続乾燥させる乾燥炉である。
すなわち、本発明に係る乾燥装置は、シート面方向に沿う所定の搬送方向に搬送される帯状のシート状基材を乾燥対象とするものであり、材料が塗布されるシート状基材の搬送ラインにおいて、シート状基材に対して材料が塗布される塗工装置が設けられる位置の下流側に設けられる。そして、搬送されながら塗工装置において塗工されたシート状基材が、乾燥装置に送られ、乾燥装置において搬送されつつ乾燥させられる。乾燥装置では、搬送されるシート状基材の両面側に配設される複数のノズルから、シート状基材に対してその両面側からエアが吹き付けられることにより、材料が塗布されたシート状基材が乾燥させられる。
以下では、本発明に係る乾燥装置の実施の一形態である乾燥装置1を用いて、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
また、本実施形態の乾燥装置1においては、電極シート50の搬送方向(以下単に「搬送方向」ともいう。)は、電極シート50のシート面方向に沿う水平方向となる。つまり、本実施形態の乾燥装置1では、帯状の電極シート50は、そのシート面方向の長手方向に沿って乾燥装置1に対して水平方向に搬送される(図3矢印A1参照)。
乾燥装置1は、電極シート50に対してエアを吹き付けるための複数のノズル2を備える。
また、本実施形態の乾燥装置1においては、電極シート50に対して上側に配される複数のノズル(以下「上ノズル」という。)2と下側に配される複数のノズル(以下「下ノズル」という。)2とは、電極シート50の搬送方向において互い違いに(交互に)配設される。
すなわち、略柱状に構成されるノズル2は、その長手方向の両端側の少なくとも一側にエアの流入口4を有し、この流入口4側が、チャンバーを構成する支持面部に対して支持される構成であればよい。
装置のコンパクト化が図れることは、本実施形態の乾燥装置1では、電極シート50に対して吹き付けられるエア(熱風エア)についての放熱量を低減することができること等の理由により、装置全体における熱効率の向上につながる。
このため、図3および図7に示すように、隣り合うノズル2間においてエアが電極シート50の反対側へと排出される通路が確保され、ノズル2から吹き付けられて電極シート50から跳ね返ったエアが、ノズル2と電極シート50との間のスペースの外部へと逃げることが可能となる。
図1および図2に示すように、乾燥装置1は、複数のノズル2と、ノズル2に対してエアを供給するチャンバー5と、ノズル2およびチャンバー5が収容される乾燥室7と、乾燥室7に対して隣接する状態で設けられるエア供給室8と、循環ファン9とを備える。
本実施形態では、複数のノズル2は、電極シート50の上側および下側それぞれにおいて七本ずつ(計十四本)等ピッチで配置され、電極シート50の上下間では互い違いとなるように配置される。
本実施形態では、上ノズル2および下ノズル2それぞれに対してチャンバー5が設けられる。つまり、搬送される電極シート50に対して上側のチャンバー5と下側のチャンバー5とが設けられ、上側のチャンバー5に対して複数(本実施形態では七本)の上ノズル2が連通した状態で支持され、下側のチャンバー5に対して複数(本実施形態では七本)の下ノズル2が連通した状態で支持される。
本実施形態では、支持面部6は、電極シート50の搬送方向に平行に配される略鉛直面部として構成される。つまり、チャンバー5が有する支持面部6は、電極シート50の搬送方向に沿う細長状の面部であり、この支持面部6に対して、七本のノズル2が、等ピッチで配置されて支持される。
このように、平面視で略三角形状を有する平板状の中空部材として構成され、上ノズル2および下ノズル2それぞれに対して設けられるチャンバー5は、上下に略平行に略重なる状態となる。
このように排気口13を有する乾燥室7においては、ノズル2から吹き付けられて電極シート50から跳ね返り、前記のとおり隣り合うノズル2間を吹き抜けたエア等が、排気口13を介して乾燥室7の外部へと排出される。
エア供給室8は、乾燥室7に隣接するとともに、壁部等により囲まれることで形成される空間(略閉空間)として構成される。エア供給室8は、乾燥室7に対して隔壁14により区画される。エア供給室8は、乾燥室7に対して、その収容するノズル2の突出する方向と反対側、つまりチャンバー5の入口開口部10側(以下「反ノズル側」という。)に設けられる。そして、エア供給室8は、チャンバー5に対して入口開口部10を介して連通した状態となる。つまり、エア供給室8は、乾燥室7に対して隔壁14を介して隔てられるとともに、チャンバーの入口開口部10を介してチャンバー5内と連通する。したがって、チャンバー5は、その入口開口部10が隔壁14を介してエア供給室8内に臨む状態で、乾燥室7内において配置支持される。
このように供給口15を有するエア供給室8においては、例えば熱交換器と送風機とを備えるエア発生装置等の、熱風を発生させるためのエア源(図示略)から導かれたエアが、供給口15を介してエア供給室8の内部へと供給される。
循環ファン9は、モータ等の駆動源により回転するプロペラ(図示略)を有するとともに排風ダクト部9aを有し、プロペラの回転によりエアの流れを形成することで、乾燥室7内のエアを吸入して排風ダクト部9aを介してエア供給室8へと送り込む。したがって、循環ファン9は、乾燥室7およびエア供給室8に対して連通した状態となる。循環ファン9は、乾燥室7に対して反ノズル側であって、エア供給室8に対して搬送方向の他側(下流側)に設けられる。
また、循環ファン9は、エア供給室8に対しては、エア供給室8における搬送方向の他側(下流側)の壁部側から、排風ダクト部9aの先端部に設けられる出口開口部9bを介して連通する。つまり、循環ファン9は、その出口開口部9bがエア供給室8における搬送方向の他側の壁部を介してエア供給室8内に臨む状態で設けられる。
なお、乾燥室7(吸入口16)と循環ファン9との間には、吸入ダクト17が設けられる。
すなわち、乾燥装置1においては、乾燥対象である電極シート50が、入口部11および出口部12を介して貫通した状態となる乾燥室7内において、上下のノズル2からエアが吹き付けられることにより、気流搬送されながら乾燥させられる。ここで、電極シート50は、上下のノズル2からエアが吹き付けられることによりリフティングされ波打った状態となる(図7参照)。
また、ノズル2は、エアの流れにおける流入口4と吹出口3との間に整流部材20を有する。
これらのことから、ノズル202において吹き出されるエアの量は、その長手方向において手前側から奥側にかけて多くなり、ノズル202の末端付近で最も多くなる。かかる現象は、ノズル202において、例えば従来装置等において用いられている多数の小孔が略全面に形成されている平板状の整流板が備えられる構成であっても同様に生じることとなる。
なお、図11において、(a)はノズル202の斜視図であり、(b)はノズル202の内部を示す側面模式図である。
そして、図12(b)に示すように、整流板320は、多数の小孔321を有するとともに、その小孔321が設けられる面積が、ノズル302の長手方向において流入口304に近い位置側(手前側、図12において左側)から、流入口304から離れた位置側(奥側、図12において右側)にかけて徐々に小さくなるように構成されている。図12(b)においては、整流板320において小孔321が設けられる部分の平面視形状が、ノズル302の奥側に対応する側が頂点側となる三角形状とされることで、小孔321が設けられる面積が前記のとおり徐々に小さくなるように調整されている。
なお、図12において、(a)はノズル302の内部を示す側面模式図であり、(b)は整流板320を示す平面図である。
しかし、図12に示すような整流板320が用いられる方法は、前記のとおり整流板320を通過するエアの圧力損失が高くなるため、エアの循環効率が低下し、エネルギーロスが大きくなることから、得策ではない。
整流部材20は、板状の多孔部材により構成される。すなわち、整流部材20は、全体として、例えばパンチングメタルやエキスパンドメタル等の、多数の小孔21を有する板状部材により構成される。
整流部材20は、複数の開口部23を有する基部22と、開口部23の一辺部から延設される風向板部24とを含む。
本実施形態では、水平方向に突出された状態で設けられるノズル2に対して、基部22は、その面方向が水平面方向となる。また、基部22は、ノズル2の内部において、流入口4と吹出口3との間を仕切るような状態となるように構成される。このため、基部22は、ノズル2の内部空間の平面視形状に対応する形状・大きさを有する。したがって、本実施形態では、基部22は、ノズル2の内部空間の平面視形状に沿う長方形状となる外形を有する。そして、基部22は、ノズル2の内部において流入口4よりも吹出口3側(図10において上側)に位置する。
本実施形態では、開口部23は、長方形状となる基部22に対して、その長手方向に間隔を隔てて六個設けられている。各開口部23は、矩形状を有し、その矩形状が、基部22の外形形状である長方形状に沿うように形成される。
また、各開口部23の大きさは、基部22の長手方向において略対称となるように設定される。したがって、本実施形態では、図9に示すように、六個の開口部23のうち、基部22の長手方向(図9において左右方向)両側に設けられる四個(片側二個)の開口部23が略同じ大きさを有し、基部22の中央部に設けられる二個の開口部23が互いに略同じ大きさを有する。なお、基部22の中央部に設けられる二個の開口部23は、その大きさが、他の開口部23よりも若干大きめに設定されている。
開口部23における奥側辺部23aは、前記のとおり矩形状を有する開口部23において奥側(図9および図10において左側)の部分を形成する辺部である。したがって、奥側辺部23aは、ノズル2における流入口4からのエアの流入方向(ノズル2の長手方向)に対して垂直方向の辺部となる。そして、この開口部23における奥側辺部23aから、風向板部24が、ノズル2におけるエアの吹出し側と反対側(図10において下側、以下「反吹出し側」という。)において突出する板状の部分として延設される。
ここで、風向板部24の基部22に対する流入口4側の角度(以下「風向板角度」という。)とは、基部22の面方向に対する風向板部24の面方向の角度のうち、流入口4側(図10において右側)の角度である。言い換えると、風向板角度とは、ある風向板部24について、その奥側辺部23aより流入口4側に位置する基部22の部分(の面方向)に対する、風向板部24(の面方向)の角度である。したがって、前記のとおり基部22が水平面方向となる本実施形態では、風向板角度は、水平方向に対する風向板部24の面方向の角度のうち流入口4側の角度となる(図10中、符号α1参照)。
°、20°、20°として設定され、段階的に小さくなっている。
したがって、図10に示すように、手前側に位置する二つの風向板部24a、24bは、基部22に対して反吹出し側に垂直方向に突出する板状の部分となる。また、他の四つの風向板部24c〜24fは、基部22に対して反吹出し側かつ流入口4側(図10において右側)に向かう斜め方向(図10において下右斜め方向)に突出する板状の部分となる。
そして、整流部材20においては、例えば整流部材20を構成する素材が有する塑性等により、風向板角度(風向板部24の折曲げ角度)が任意に調整できるようになっている。
また、整流部材20は、ノズル2内に設けられた状態で、複数の風向板部24のうち、前記のとおり風向板角度が90°である手前側の二つの風向板部24a、24bの先端が、ノズル2の壁面(内面)に接する状態となる。
このようにして、整流部材20は、ノズル2内において流入口4と吹出口3との間に設けられる。なお、整流部材20のノズル2に対する固定に際しては、ボルト等の締結具による固定や溶接による固定など適宜の方法が用いられる。
すなわち、ノズル2内に整流部材20が設けられることにより、風向板部24が存在することによって、ノズル2に対する流入口4からのエアの進入方向の速度成分が減少するとともに、風向板部24によりエアが開口部23に導かれることによって、吹出口3からのエアの吹出し方向のエアの流れが作られるという作用が得られる。
したがって、風向板角度は、前述したように手前側に位置する風向板部24から奥側に位置する風向板部24にかけて段階的に小さくなっているため、手前側ほど開口部23に導かれるエアの量の方が多くなる。これにより、前述したような、ノズルにおいて手前側から奥側にかけて、エアの流速が高くなりその吹出し量が多くなるという現象に対して、エアの吹出し量についての均一化が図れる。
また、風向板角度の調整のための構成についても、本実施形態に限定されるものではない。風向板角度の調整のための構成としては、例えば、風向板部24が基部22とは別体とされ、その風向板部24が、基部22に対して角度調整可能に連結される構成等であってもよい。
そこで、前述したような整流部材20がノズル2に設けられることにより、吹出口3からのエアの吹出し量について均一化が図れるとともに、本実施形態の乾燥装置1のように略柱状のノズル2に対してその長手方向の一側からエアが供給される構成が実現できる。これにより、電極シート50の上下において平行に配設される複数のノズル2に対して、その長手方向の両側からエアが供給される構成、例えばノズル2の長手方向の両側にチャンバーが設けられる構成と比べて、より効果的に装置のコンパクト化を図ることが可能となる。
そして、流量調整部材25の開口孔部26の開口面積が、複数のノズル2間で、ノズル2の支持面部6に対する支持位置に応じて調整される。
ここで、ノズル2の支持面部6に対する固定方法は、特に限定されるものではないが、例えば、次のような方法が用いられる。
なお、ノズル2と支持面部6との間における流量調整部材25の固定方法は、特に限定されるものではない。
開口孔部26の開口面積の調整に際しては、チャンバー5から各ノズル2に供給されるエアの量が、ノズル2の支持される位置にかかわらず均等になるように調整される。
したがって、支持面部6に支持される複数のノズル2のうち、前述のようにエアの供給量が比較的多くなるノズル2以外のノズル2、つまり入口開口部10の正面部分に位置するノズル2や、入口開口部10が設けられる側と反対側に位置するノズル2以外のノズル2については、エアの供給量が比較的少なくなる。
また、支持面部6に支持される複数のノズル2のうち、前述したようにエアの供給量が比較的少なくなるノズル2に対して設けられる流量調整部材25の開口孔部26は、その開口面積が比較的大きくなるように調整される(図14において二点鎖線で示す開口孔部26b参照)。
吹出口3は、ノズル2のエアの吹出し側面部31において搬送方向に対向する両辺部に設けられる。
すなわち、本実施形態においては、略柱状に構成されるノズル2は、四角柱状の形状においてその一側面(エアの吹出し側の面)の対向する長手方向の辺部が面取りされたような外形を有する。そして、その面取り形状の部分に挟まれる部分となる平面部が、ノズル2におけるエアの吹出し側面部31となる。この吹出し側面部31における搬送方向に対向する辺部それぞれに、吹出口3が設けられる。したがって、各ノズル2においては、その吹出し側面部31において、搬送方向に対向する平行な二つの吹出口3が、ノズル2の長手方向に沿うように設けられることとなる。
外側斜面33は、ノズル2の長手方向(図15において紙面に垂直方向)に平行でありエアの吹出し側(図15において上側)にかけて吹出し側面部31における搬送方向(図15において左右方向)中央側に傾斜する斜面である。内側斜面35は、外側斜面33に対してノズルにおける内側に設けられ外側斜面33に対して平行でありかつ対向する斜面である。これら外側斜面33および内側斜面35が形成されるノズル2の構成について具体的に説明する。
なお、端壁部42は、例えば、その長手方向の両端部がノズル2の長手方向両端側の壁部(開口面部2aおよびその反対側(奥側)の面部)に対して固着されること等により、ノズル2において固定される。
本実施形態では、案内部36は、外側斜面33が、内側斜面35のエアの吹出し側の端部位置となる端壁部42の水平部44よりも、エアの吹出し側に延設されることにより構成される。つまり、案内部36は、外側斜面33からその面方向に沿って延出され、水平部44よりもエアの吹出し側に斜め方向に突出する面部となる。そして、外側斜面33は、前記のとおり外側斜面部43により形成されるため、外側斜面33が延出されることで設けられる案内部36は、外側斜面部43において設けられる延設部46により形成される。つまりは、延設部46の内側面が案内部36となる。
外側斜面33が案内部36を有することにより、吹出口3から吹き出すエアが安定することは、次のような原理に基づく。
このため、チャンバー5内から流入口4を介してノズル2内に流入するエアは、ノズル2内で乱流となり、吹出口3から吹き出すエアの流出角度が不安定となる。具体的には、次のとおりとなる。
つまり、外側斜面33が案内部36を有しない場合、助走領域B1を通過したエアは、助走領域B1の方向に沿うことなく、様々な流出角度で吹き出すこととなる。
結果として、助走領域B1を通過したエアの流れ出る方向は、助走領域B1の方向(矢印a1参照)に安定することとなる。つまり、吹出口3から吹き出すエアについて、案内部36の方向(外側斜面33および内側斜面35の傾斜方向)に沿わせることが可能となる。
このように、外側斜面33が案内部36を有することにより、吹出口3から吹き出すエアの安定性が向上することとなる。
本実施形態では、次のような寸法が、スリット入口38に係る寸法として用いられ、スリット入口38の幅寸法について吹出口3のスリット幅寸法に対する十分な大きさが確保される。
このように、本実施形態において、スリット入口38に係る寸法C2についてスリット幅寸法C1の2倍以上の寸法が確保されることにより、スリット入口38の幅寸法が、スリット幅寸法C1に対して十分な大きさを有することとなることが、実験等により判っている。
斜面間に流れ込むエアについて十分な流入量が得られないことに関しては、スリット入口38の幅寸法について十分な大きさが得られないことが原因となる。つまり、スリット入口38の幅寸法が小さいと、ノズル2において周壁部41や端壁部42を構成する部品について、板曲げ等の加工精度、組付精度、各部品の自重、熱歪等の影響により、スリット入口38の幅寸法について十分な大きさが得られない状態が生じる場合がある。かかる場合、斜面間に流れ込むエアについて十分な流入量が得られず、前記のとおりエアの吹出し量のバラツキが生じる。
そして、本実施形態では、スリット入口38の幅寸法が、スリット幅寸法C1に対して十分な大きさを有することが、前述したスリット入口38に係る寸法C2が、スリット幅寸法C1の2倍以上の大きさを有することで確保される。
また、本実施形態の乾燥装置1においては、シート状基材である電極シート50の搬送方向が水平方向となっているが、これに限定されるものではない。つまり、シート状基材の搬送方向は、例えば鉛直方向(上下方向)であってもよい。この場合、シート状基材にエアを吹き付ける複数のノズルは、シート状基材の両面側にて鉛直方向に間隔を隔てて配設されることとなる。
2 ノズル
3 吹出口
4 流入口
5 チャンバー
6 支持面部
7 乾燥室
8 エア供給室
9 循環ファン
10 入口開口部
11 入口部
12 出口部
13 排気口
14 隔壁
20 整流部材
22 基部
23 開口部
24 風向板部
25 流量調整部材
26 開口孔部
31 吹出し側面部
33 外側斜面
35 内側斜面
36 案内部
38 スリット入口
50 電極シート(シート状基材)
Claims (4)
- シート面方向に沿う所定の搬送方向に搬送される帯状のシート状基材を乾燥対象とし、前記シート状基材の幅方向を長手方向とするエアの吹出口を有し前記シート状基材の両面側にて前記搬送方向に間隔を隔てて配設される複数のノズルを備え、前記シート状基材に対して前記吹出口から吹き出すエアを吹き付けることにより、前記シート状基材を乾燥させるシート状基材の乾燥装置であって、
前記ノズルが、全体として前記吹出口と長手方向を同じくする略柱状の部材として構成され、その長手方向の両端側の少なくとも一側にエアの流入口を有し、該流入口側が、複数の前記ノズルに対して前記流入口を介してエアを供給するチャンバーを構成する支持面部に対して支持され、
前記ノズルは、前記流入口を長手方向の一端側に有するとともに、エアの流れにおける前記流入口と前記吹出口との間に整流部材を有し、
前記整流部材は、板状の多孔部材により構成され、エアの流れにおける前記流入口と前記吹出口との間に前記長手方向に沿って配され該長手方向に複数並設される開口部を有する基部と、前記開口部の前記長手方向における前記流入口側に対する奥側の辺部から前記吹出口側の反対側に延設される風向板部とを含み、
前記風向板部は、該風向板部の前記基部に対する前記流入口側の角度が、前記流入口側に位置する前記風向板部から、前記奥側に位置する前記風向板部にかけて、段階的に小さくなるように設けられる、
ことを特徴とするシート状基材の乾燥装置。 - 前記ノズルと前記支持面部との間に介装され、その介装された状態で、前記流入口を覆うとともに、該流入口に連通する開口孔部を有し、前記チャンバーから前記ノズルに対するエアの供給量を調整するための流量調整部材を備え、
前記開口孔部の開口面積が、前記複数のノズル間で、前記ノズルの前記支持面部に対する支持位置に応じて調整されることを特徴とする請求項1に記載のシート状基材の乾燥装置。 - 前記吹出口は、
前記ノズルのエアの吹出し側面部において前記搬送方向に対向する両辺部に設けられ、
前記長手方向に平行でありエアの吹出し側にかけて前記吹出し側面部における前記搬送方向中央側に傾斜する斜面である外側斜面と、該外側斜面に対して前記ノズルにおける内側に設けられ該外側斜面に対して平行でありかつ対向する斜面である内側斜面とにより形成されるスリット状の開口部であり、
前記外側斜面は、前記内側斜面よりもエアの吹出し側に延設される案内部を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のシート状基材の乾燥装置。 - 前記スリット状の開口部に対する前記ノズルの内部からのエアの入口であるスリット入口の幅寸法が、前記スリット状の開口部のスリット幅寸法に対して十分な大きさを有することを特徴とする請求項3に記載のシート状基材の乾燥装置。
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