特開 2023-36091 乾燥システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023036091

(43)【公開日】2023-03-14

(54)【発明の名称】乾燥システム

(51)【国際特許分類】

   F26B 21/04 20060101AFI20230307BHJP

   F26B 21/00 20060101ALI20230307BHJP

   F26B 13/04 20060101ALI20230307BHJP

   H01M 4/139 20100101ALI20230307BHJP

   B05C 9/14 20060101ALI20230307BHJP

【ＦＩ】

F26B21/04 A

F26B21/00 J

F26B13/04

H01M4/139

B05C9/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021142876

(22)【出願日】2021-09-02

(71)【出願人】

【識別番号】000219314

【氏名又は名称】東レエンジニアリング株式会社

(72)【発明者】

【氏名】森 誠樹

(72)【発明者】

【氏名】元井 昌司

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 敦

【テーマコード（参考）】

3L113

4F042

5H050

【Ｆターム（参考）】

3L113AA03

3L113AB02

3L113AC08

3L113AC51

3L113AC67

3L113AC90

3L113BA34

3L113CA12

3L113CB05

3L113CB21

3L113CB24

3L113DA02

4F042AA22

4F042AB00

4F042DB02

4F042DB28

4F042DB30

4F042DB32

4F042DB39

5H050AA19

5H050BA17

5H050GA02

5H050GA22

5H050GA29

5H050HA12

(57)【要約】      （修正有）

【課題】リチウムイオン電池の製造工程における塗膜の乾燥工程において従来よりも消費するエネルギーを削減することができる乾燥システムを提供すること。
【解決手段】リチウムイオン電池の製造工程において基材に形成された電極材料のスラリーの塗膜を乾燥させる乾燥システムであって、塗膜を乾燥させるガスを供給するガス供給部と、前記ガス供給部からのガスを加熱し、加熱されたガスにより塗膜を加熱して乾燥させる乾燥ユニットと、前期乾燥ユニットの一部を排気するガス排気部と、塗膜が加熱させられて気化した溶剤を冷却して回収する溶剤回収ユニットと、前記乾燥ユニットと前記溶剤回収ユニットとの間で前記ガスを循環させる循環路と、前記循環路を介し前記乾燥ユニットから前記溶剤回収ユニットに向かうガスと前記循環路を介して前記溶剤回収ユニットから前記乾燥ユニットに向かうガスとの間で熱交換を行う第１の熱交換ユニットと、を備える構成とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

リチウムイオン電池の製造工程において基材に形成された電極材料のスラリーからなる塗膜を乾燥させる乾燥システムであって、
塗膜を乾燥させるために用いるガスを供給するガス供給部と、
前記ガス供給部により供給された前記ガスを加熱し、加熱された前記ガスにより前記基材に形成された前記塗膜を加熱して乾燥させる乾燥ユニットと、
前記乾燥ユニットから前記ガスの一部を排気するガス排気部と、
前記乾燥ユニットにより前記塗膜が加熱させられることで気化した溶剤を冷却して回収する溶剤回収ユニットと、
前記乾燥ユニットと前記溶剤回収ユニットとの間で前記ガスを循環させる循環路と、
前記循環路を介して前記乾燥ユニットから前記溶剤回収ユニットに向かう前記ガスと前記循環路を介して前記溶剤回収ユニットから前記前記乾燥ユニットに向かう前記ガスとの間で熱交換を行う第１の熱交換ユニットと、
を備えることを特徴とする乾燥システム。

【請求項2】

前記ガス供給部は、前記循環路を介して前記第１の熱交換ユニットを経由して前記乾燥ユニットに前記ガスを供給することを特徴とする請求項１に記載の乾燥システム。

【請求項3】

前記乾燥ユニットを基材の搬送経路に沿って複数備えており、
少なくとも基材の搬送方向における最初若しくは最後の前記乾燥ユニットは、前記溶剤回収ユニットと接続されていない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。

【請求項4】

前記乾燥ユニットから前記ガス排気部に向かう前記ガスと前記ガス供給部から前記乾燥ユニットに向かう前記ガスとの間で熱交換を行う第２の熱交換ユニットを備え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。

【請求項5】

前記溶剤回収ユニットにより回収された溶剤を再利用する溶剤再利用手段を備え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。

【請求項6】

前記ガス排気部から排気された前記ガスに含まれる前記溶剤を回収する排気溶剤回収手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の乾燥システム。

【請求項7】

前記ガスに含まれる前記溶剤の濃度を測定する濃度測定手段を備えており、
前記濃度測定手段により測定した結果をもとに前記ガス供給部による前記ガスの供給量と前記ガス排気部による前記ガスの排気量を調節することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の乾燥システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リチウムイオン電池の製造工程において基材に形成された塗膜を乾燥させる乾燥システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、リチウムイオン電池は、ロールツーロールで搬送されるアルミ箔や、銅箔などのシート状の基材に対して、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させることで正極、負極が形成される。なお、正極を形成する場合は、主にＮＭＰ（Ｎ‐メチル‐ピロリドン）溶剤を含有するスラリーが塗布される。

【0003】

塗膜を乾燥させる乾燥装置は、乾燥炉内に空気などのガスを加熱供給し、乾燥炉内へ連続搬送した基材上の塗膜を搬送させながら一定時間、高温環境にさらすことで、塗膜を乾燥させている（たとえば、下記特許文献１）。

【0004】

このような乾燥装置は、塗膜を加熱することで、スラリーに含まれるＮＭＰ溶剤等を気化させて塗膜を乾燥する。この気化したＮＭＰ溶剤は、大気に放出されると環境汚染してしまうため、回収して再利用することが一般的である。ＮＭＰ溶剤を回収して再利用する方法としては、気化したＮＭＰ溶剤が含まれる乾燥炉内の雰囲気ガスを乾燥炉に設けられた排気口から排気し、排気したガスを水が貯留されたタンクに配管を通して送り、ガスに含まれるＮＭＰ溶剤を水に吸収させて回収する方法や、吸着剤を用いて吸着回収する方法がある。そして、ＮＭＰ溶剤を水に吸収する方法を用いた場合、吸収されたＮＭＰ溶剤を蒸留精製することで、ＮＭＰの純度を上げて再利用している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３－２５８０８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、前述したＮＭＰ溶剤を回収して再利用する従来の方法では、ＮＭＰ溶剤を回収する際に消費するエネルギーが多くなってしまう。

【0007】

具体的に説明する。ＮＭＰ溶剤は、乾燥炉内で加熱されて気化する。乾燥炉内のガスに含まれるＮＭＰ溶剤の濃度が基準値を超えると爆発するおそれがあるため、基準値を超えることがないように空気やＮ_２などの雰囲気ガスを大量に供給して希釈し、気化したＮＭＰ溶剤を含むガスを乾燥炉から供給量と同様、すなわち大量に排気する必要がある。そして、乾燥炉内の温度を維持するために供給したガスを加熱しなおす必要があるので、消費するエネルギーが多くなってしまう問題がある。

【0008】

本発明は、上記問題を鑑みてされたものであり、リチウムイオン電池の製造工程における塗膜の乾燥工程において従来よりも消費するエネルギーを削減する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。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するための本発明の乾燥装置は、リチウムイオン電池の製造工程において基材に形成された電極材料のスラリーからなる塗膜を乾燥させる乾燥システムであって、塗膜を乾燥させるために用いるガスを供給するガス供給部と、前記ガス供給部により供給された前記ガスを加熱し、加熱された前記ガスにより前記基材に形成された前記塗膜を加熱して乾燥させる乾燥ユニットと、前記乾燥ユニットから前記ガスの一部を排気するガス排気部と、前記乾燥ユニットにより前記塗膜が加熱させられることで気化した溶剤を冷却して回収する溶剤回収ユニットと、前記乾燥ユニットと前記溶剤回収ユニットとの間で前記ガスを循環させる循環路と、前記循環路を介して前記乾燥ユニットから前記溶剤回収ユニットに向かう前記ガスと前記循環路を介して前記溶剤回収ユニットから前記前記乾燥ユニットに向かう前記ガスとの間で熱交換を行う第１の熱交換ユニットと、を備えることを特徴としている。

【0010】

上記乾燥システムによれば、乾燥ユニット内のガスが、循環路を介して乾燥ユニットと溶媒回収ユニットとの間で循環させられているため、ガスの供給量を抑えつつ、溶剤の回収と乾燥ユニットへのガスの供給を行うことができる。また、第１の熱交換ユニットにより乾燥ユニットから溶剤回収ユニットに向かうガスが、溶剤回収ユニットで冷却されて乾燥ユニットに向かうガスにより冷却され、溶剤回収ユニットから乾燥ユニットに向かうガスが、乾燥ユニットにより加熱されて溶剤回収ユニットに向かうガスにより加熱されるため、加熱ユニットと溶剤回収ユニットのそれぞれでガスを加熱、冷却する際に必要なエネルギーを低減できる。したがって、従来よりも塗膜を乾燥するために消費するエネルギーを削減することができる。

【0011】

また、前記ガス供給部は、前記循環路を介して前記第１の熱交換ユニットを経由して前記乾燥ユニットに前記ガスを供給する構成としてもよい。

【0012】

この構成によれば、ガス供給部により供給されたガスが第１の熱交換ユニットで加熱されてから乾燥ユニットに供給されるので、加熱ユニットによりガスを加熱する際に消費するエネルギーをより削減できる。

【0013】

また、前記乾燥ユニットを基材の搬送経路に沿って複数備えており、少なくとも基材の搬送方向における最初若しくは最後の前記乾燥ユニットは、前記溶剤回収ユニットと接続されていない構成としてもよい。

【0014】

この構成によれば、複数の乾燥ユニットのうち、溶剤が気化しにくい基材の搬送方向における最初若しくは最後の乾燥ユニットを溶剤回収ユニットと接続していない。そのため、すべての乾燥ユニットを溶剤回収ユニットと接続する場合に比べて消費するエネルギーを削減することができる。

【0015】

また、前記乾燥ユニットから前記ガス排気部に向かう前記ガスと前記ガス供給部から前記乾燥ユニットに向かう前記ガスとの間で熱交換を行う第２の熱交換ユニットをさらに備える構成としてもよい。

【0016】

この構成によれば、第２の熱交換ユニットによりガス供給部から供給されるガスが、乾燥ユニットからガス排気部に向かうガスにより加熱されるため、加熱ユニットでガスを加熱する際に消費するエネルギーをより削減できる。

【0017】

また、前記溶剤回収ユニットにより回収された溶剤を再利用する溶剤再利用手段を備える構成としてもよい。

【0018】

この構成によれば、溶剤回収ユニットにより回収された溶剤を再利用できるため、溶剤にかかるコストを削減できる。

【0019】

また、前記ガス排気部から排気された前記ガスに含まれる前記溶剤を回収する排気溶剤回収手段を備える構成としてもよい。

【0020】

この構成によれば、ガス排気部から排気されたガスに含まれる溶剤も回収できるため、コストをより削減できる。

【0021】

また、前記ガスに含まれる前記溶剤の濃度を測定する濃度測定手段を備えており、前記濃度測定手段により測定した結果をもとに前記ガス供給部による前記ガスの供給量と前記ガス排気部による前記ガスの排気量を調節する構成としてもよい。

【0022】

この構成によれば、濃度測定手段による測定結果をもとにガス供給部によるガスの供給量とガス排気部によるガスの排気量を調節することができるため、乾燥炉内や循環路内のガスに含まれるＮＭＰ溶剤の濃度が基準値を超えないように調節することができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明の乾燥システムによれば、リチウムイオン電池の製造工程における塗膜の乾燥工程において従来よりも消費するエネルギーを削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態における乾燥システムを有する塗布装置を概略的に示す図である。

【図2】本発明の第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。

【図3】本発明の第二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。

【図4】本発明の一実施形態における乾燥進行と塗膜の含水率の関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

〔第一実施形態〕
本発明の第一実施形態における乾燥システム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。

【0026】

図１は、本実施形態における乾燥システム１００を有する塗布装置９００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１００を説明するための図である。

【0027】

本発明の乾燥システム１００を有する塗布装置９００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９１と、基材Ｗの所定面に塗布液を塗布して塗膜を形成する塗布機構９２と、をさらに有している。乾燥システム１００が備え、塗膜を乾燥するための乾燥ユニット１は、搬送機構９１による基材Ｗの搬送経路上に配置されている。

【0028】

本実施形態における乾燥システム１００を有する塗布装置９００は、搬送機構９１により搬送される基材Ｗの所定面に塗布機構９２により塗膜を形成し、これら塗膜を乾燥システム１００により乾燥させる。

【0029】

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９１により塗布装置９００を構成する各部を経由するよう搬送される。

【0030】

本実施形態における塗布液は、たとえば、活物質、バインダー、導電助剤をＮＭＰ（Ｎ‐メチル‐ピロリドン）溶剤などの溶媒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。

【0031】

本実施形態における搬送機構９１は、基材Ｗを搬送するためのものである。搬送機構９１は、図１に示すように基材Ｗを巻き出す巻出ロール９１ａと、基材Ｗを巻き取る巻取ロール９１ｂと、巻出ロール９１ａから巻き出された基材Ｗが巻取ロール９１ｂに巻き取られるまでに経由する搬送ロール９１ｃと、後述する塗布機構９２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９１ｄとを有している。

【0032】

巻出ロール９１ａ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９１ｂは、巻出ロール９１ａ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の搬送方向の張力のことである。

【0033】

搬送ロール９１ｃは、図１に示すように複数設けられ、基材Ｗが塗布装置９００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９１ｃのうち一部、またはすべての搬送ロール９１ｃは、巻出ロール９１ａおよび巻取ロール９１ｂ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。

【0034】

塗布ロール９１ｄは、図１に示すように後述する塗布機構９２と対向するよう配置されている。そのため、塗布機構９２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。

【0035】

これら構成により、搬送機構９１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。

【0036】

本実施形態における塗布機構９２は、搬送される基材Ｗの所定面に塗布液を塗布して塗膜を形成するためのものである。なお、本実施形態では塗布機構９２が、電極材料のスラリーを塗布するスリットダイであるものを例に説明するが、塗布機構９２はスリットダイに限らず、たとえば、グラビア塗布方式やコンマコーター塗布方式、インクジェット塗布方式に対応するものであってもよい。

【0037】

塗布機構９２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９１ｄが、塗布機構９２に対して、塗布ロール９１ｄの回転軸方向と塗布機構９２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。

【0038】

また、塗布機構９２は、図１に示すように塗布液供給路９２ｄ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９２ａと、このマニホールド９２ａと繋がった幅方向に広いスリット９２ｂと、幅方向においてスリット９２ｂと同一の長さで開口し、塗布液を吐出する吐出口９２ｃにより構成される。これにより、マニホールド９２ａに溜められた塗布液がスリット９２ｂを経由して、吐出口９２ｃから基材Ｗに吐出される。また、吐出口９２ｃは、塗布ロール９１ｄと基材Ｗを挟んで対向している。すなわち、吐出口９２ｃ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９２ｃ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。

【0039】

塗布液供給路９２ｄは、マニホールド９２ａと塗布液が貯留されている塗布液タンク９２ｅを接続している。そして、図示しないポンプにより塗布液タンク９２ｅから塗布液供給路９２ｄを介してマニホールド９２ａに塗布液を供給する。

【0040】

これらの構成を有する塗布機構９２によって、基材Ｗの所定面に塗膜を形成することができる。

【0041】

また、基材Ｗの所定面の裏面に塗布液を塗布して塗膜を形成できるよう塗布機構９２を設けてもよい。これにより、基材Ｗの所定面の裏面に塗膜を形成することができる。また、基材Ｗの両面に塗布液を塗布して塗膜を形成できるよう塗布機構９２を２つ設けてもよい。これにより、基材Ｗの両面に塗膜を形成することができる。

【0042】

本実施形態における乾燥システム１００は、塗布機構９２により基材Ｗに形成された塗膜を乾燥させるためのものであり、図２に示すように塗膜を加熱して乾燥する乾燥ユニット１と、乾燥ユニット１により塗膜が加熱されることで気化したＮＭＰ溶剤（以下、溶剤と呼ぶ）を冷却して回収する溶剤回収ユニット２と、乾燥ユニット１と溶剤回収ユニット２との間でガスを循環させる循環路３と、循環路３を介して乾燥ユニット１から溶剤回収ユニット２に向かうガスと循環路３を介して溶剤回収ユニット２から乾燥ユニット１に向かうガスとの間で熱交換を行う第１の熱交換ユニット４と、を備えている。

【0043】

本実施形態におけるガスは、特に制限されず、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、乾燥ユニット１による塗膜の乾燥に用いられる。

【0044】

循環路３は、乾燥ユニット１と溶剤回収ユニット２との間でガスを循環させるための所謂配管である。この循環路３は、ガスに含まれる溶剤の濃度が基準値を超えないように希釈するための大量のガスを循環させることができるよう、十分な開口面積を有している。

【0045】

本実施形態における循環路３は、図２に示すように後述する加熱部１２から後述する乾燥炉１１にガスを送るよう接続された循環路３ａ、乾燥炉１１から後述する第１の熱交換ユニット４にガスを送るよう接続された循環路３ｂ、第１の熱交換ユニット４から後述する冷却部２１にガスを送るよう接続された循環路３ｃ、冷却部２１から第１の熱交換ユニット４にガスを送るよう接続された循環路３ｄ、第１の熱交換ユニット４から加熱部１２にガスを送るよう接続された３ｅにより構成されている。

【0046】

そして、これら循環路３の各所にガスを循環させるためのファンが設けられている。

【0047】

これら構成により、循環路３は、加熱部１２から乾燥炉１１、第１の熱交換ユニット４、冷却部２１、第１の熱交換ユニット４、加熱部１２へ、というようにガスを循環させる。

【0048】

本実施形態における乾燥ユニット１は、塗膜を加熱して乾燥させるためのものであり、図１に示すように搬送機構９１による基材Ｗの搬送経路上において塗布機構９２よりも下流側に設けられている。この乾燥ユニット１は、図２に示すように塗膜をその内部で加熱するための乾燥炉１１と、乾燥炉１１に向かうガスを加熱する加熱部１２と、を有している。

【0049】

乾燥炉１１は、図１に示すように基材Ｗの搬送方向に長く形成された筐体であり、搬送機構９１による基材Ｗの搬送経路上に設けられる。この乾燥炉１１は、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、塗膜が形成された基材Ｗが搬送機構９１により乾燥炉１１内を通過するよう搬送される。

【0050】

加熱部１２は、循環路３によるガスの循環方向において乾燥炉１１の手前に設けられ、循環路３による循環において冷却部２１から乾燥炉１１に向かうガス、および循環路３を介して後述するガス供給手段５から乾燥炉１１に向かうガスを加熱するためのものである。この加熱部１２は、図２に示すように循環路３ａにより乾燥炉１１に接続されている。この加熱部１２により乾燥炉１１に向かうガスを加熱することができる。なお、加熱部１２は、たとえば、電気ヒータや熱媒ヒータなどのヒータであるとよい。

【0051】

そして、加熱部１２により加熱されて高温となったガスが循環路３ａを通じて図示しないノズルから乾燥炉１１内に導入される。これにより、乾燥炉１１内の塗膜を高温環境にさらし、乾燥させることができる。このとき、乾燥炉１１内で溶剤が気化する。

【0052】

本実施形態における溶剤回収ユニット２は、乾燥炉１１内で気化した溶剤を回収するためのものであり、乾燥炉１１と付設するよう設けられている。この溶剤回収ユニット２は、図２に示すように気化した溶剤を含むガスを冷却するための冷却部２１と、冷却により液化した溶剤を貯留する溶剤貯留部２２と、冷却部２１と溶剤貯留部２２を接続する溶剤回収配管２３と、を有している。

【0053】

冷却部２１は、乾燥炉１１で塗膜が加熱されて気化した溶剤を含むガスを冷却し、溶剤を液化させるためのものであり、図２に示すように循環路３ｂおよび循環路３ｃにより乾燥炉１１と接続されている。この冷却部２１により循環路３ｂおよび循環路３ｃを通じて乾燥炉１１から送られてきたガスを冷却し、ガスに含まれる溶剤を液化することができる。なお、冷却部２１は、たとえば、水冷方式若しくは冷媒方式を用いる冷却器であるとよい。

【0054】

また、冷却部２１を乾燥炉１１の近傍に配置するとよい。これにより、循環路３ｂおよび循環路３ｃの経路長を短くすることができ、乾燥システム１００の導入に必要なダクト容積にかかるコストを削減することができる。

【0055】

溶剤貯留部２２は、冷却部２１により溶剤を含むガスを冷却し、液化した溶剤を貯留するためのものであり、図２に示すように後述する溶剤回収配管２３により冷却部２１と接続されている。この溶剤貯留部２２は、たとえばタンクであり、溶剤回収配管２３から送られてきた溶剤を貯留する。

【0056】

溶剤回収配管２３は、図２に示すように冷却部２１と溶剤貯留部２２を接続し、冷却部２１により液化された溶剤を溶剤貯留部２２に送るためのものである。なお、溶剤回収配管２３は、必須ではなく、たとえば冷却部２１に開口を設けてその開口から液剤回収部２２に直接溶剤を回収する構成としてもよい。

【0057】

これら構成により溶剤回収ユニット２は、乾燥炉１１から循環路３を介して送られてきたガスから溶剤を分離回収することができる。

【0058】

そして、溶剤回収ユニット２で溶剤が分離回収されたガスは、再び循環路３を介して乾燥ユニット１と溶剤回収ユニット２との間で循環されるようになっている。

【0059】

第１の熱交換ユニット４は、循環路３を介して乾燥ユニット１から溶剤回収ユニット２に向かうガスと循環路３を介して溶剤回収ユニット２から乾燥ユニット１に向かうガスとの間で熱交換を行うためのものであり、図２に示すように乾燥炉１１から冷却部２１に向かうガスが通過するように循環路３ｂと循環路３ｃに接続され、冷却部２１から加熱部１２に向かうガスが通過するように循環路３ｄと循環路３ｅに接続されるよう配置されている。

【0060】

この第１の熱交換ユニット４は、所謂熱交換器であり、その内部を乾燥炉１１から冷却部２１に向かうよう循環路３ｂを通る高温のガスと冷却部２１から加熱部１２に向かうよう循環路３ｄを通る低温のガスが通過することで、高温のガスと低温のガスとで熱交換を行う。これにより、乾燥炉１１から冷却部２１に向かうガスは、循環路３ｂを通るガスよりも第１の熱交換ユニット４を通過後の循環路３ｃを通るガスの方が低温になり、冷却部２１から加熱部１２に向かうガスは、循環路３ｄを通るガスよりも第１の熱交換ユニット４を通過後の循環路３ｅを通るガスの方が高温になる。

【0061】

これら構成により、乾燥炉１１から冷却部２１に向かうガスが冷却部２１に到達するまでに冷却され、冷却部２１から加熱部１２に向かうガスが加熱部１２に到達するまでに加熱されるため、第１の熱交換ユニット４がない場合と比べて加熱部１２と冷却部２１により所定温度までガスを加熱、冷却するために必要なエネルギーを抑えることができる。すなわち、従来よりも消費するエネルギーを削減することができ、ランニングコストを削減することができる。

【0062】

また、乾燥システム１００は、ガスを供給するガス供給手段５と、ガスを排気するガス排気手段６と、ガスに含まれる溶剤の濃度を測定する図示しない濃度測定手段とを備えている。

【0063】

ガス供給手段５は、乾燥システム１００の動作中に乾燥ユニット１と溶剤回収ユニット２との間で循環するガスの流量の一部となる流量のガスを連続して加えるためのものである。このガス供給手段５は、図２に示すようにガスの供給源であるガス供給部５１と、ガス供給部５１と循環路３を接続するガス供給配管５２とを有している。そして、図示しないファンをガス供給配管５２に設けることで、ファンによりガス供給配管５２を介してガス供給部５１に貯留されたガスを循環路３に送る。

【0064】

また、ガス供給配管５２は、図２に示すように冷却部２１と第１の熱交換ユニット４を接続する循環路３ｄと接続されているとよい。これにより、ガス供給部５１から供給されるガスが、冷却部２１から第１の熱交換ユニット４に向かうガスと循環路３ｄで合流し、第１の熱交換ユニット４を通過してから加熱部１２を経由して乾燥炉１１に供給される。したがって、ガス供給部５１から供給されるガスが加熱部１２に到達するまでに第１の熱交換ユニット４で加熱されるため、ガス供給配管５２がたとえば循環路３ｅと接続されて直接加熱部１２に送られる場合と比べて、加熱部１２が所定の温度までガスを加熱するために必要なエネルギーを削減することができる。すなわち、従来よりもランニングコストを削減することができる。

【0065】

ガス排気手段６は、乾燥炉１１内のガスを排気する図示しない排気部と、乾燥炉１１内のガスを排気部へ送るための所謂配管であるガス排気配管６１とを有している。このガス排気配管６１のファンの回転速度は制御可能であり、このファンにより排気量を調節しながら乾燥炉１１内のガスを排気部へ送って排気させるようになっている。

【0066】

そして、ガス排気手段６により排気部から排気する量と同等のガスをガス供給手段５により供給するようになっている。これにより、排気量を調節しながら乾燥炉１１内のガスを排気部から排気することができるため、乾燥炉１１内の圧力が所定の値を維持するよう制御することができ、乾燥炉１１内を乾燥炉１１外に対して負圧にして乾燥炉１１からガスが漏れ出ることを防ぐことができる。

【0067】

濃度測定手段は、ガスに含まれる溶剤の濃度を測定するための所謂濃度測定器であって、乾燥システム１００の所定位置に配置される。この濃度測定手段による測定結果をもとに乾燥システム１００を構成する各部でガスに含まれる溶剤の濃度が基準値を超えないようにガス供給手段５から送る溶剤を含まないガスの量を調節する。ここで、ガス供給手段５から送るガスの量と同等の量のガスをガス排気手段６により排気する。これにより、乾燥炉１１内の圧力を所定の値に維持しつつ、ガスに含まれる溶剤の濃度が基準値を超えないようにすることができる。なお、冷却部２１による冷却温度を調節し、溶剤回収部２２により冷却回収する能力を調節することで、冷却部２１から乾燥炉１１に戻されるガスに含まれる溶剤の濃度を調節してもよい。

【0068】

また、乾燥システム１００は、乾燥炉１１から排気部に向かうガスとガス供給部５１から循環路３ｄに向かうガスとの間で熱交換を行う第２の熱交換ユニット７を備えているとよい。

【0069】

第２の熱交換ユニット７は、図２に示すように乾燥炉１１から排気部に向かうガスが通過するようにガス排気配管６１ａとガス排気配管６１ｂに接続され、ガス供給部５１から循環路３ｄに向かうガスが通過するようにガス供給配管５２ａとガス供給配管５２ｂに接続されるよう配置されている。

【0070】

この第２の熱交換ユニット７は、所謂熱交換器であり、その内部を乾燥炉１１から排気部に向かうようガス排気配管６１ａを通る高温のガスとガス供給部５１から循環路３ｄに向かうようガス供給配管５２ａを通る低温のガスが通過することで、高温のガスと低温のガスとで熱交換を行う。これにより乾燥炉１１から排気部に向かうガスは、ガス排気配管６１ａを通るガスよりも第２の熱交換ユニット７を通過後のガス排気配管６１ｂを通るガスの方が低温になり、ガス供給部５１から循環路３ｄに向かうガスは、ガス供給配管５２ａを通るガスよりも第２の熱交換ユニット７を通過後のガス供給配管５２ｂを通るガスの方が高温になる。

【0071】

これら構成により、ガス供給部５１から循環路３ｄに向かうガスが循環路３ｄに到達するまでに加熱される。そして、第２の熱交換ユニット７によって加熱されたガスが第１の熱交換ユニット４を経由してさらに加熱された状態で加熱部１２に送られるため、第２の熱交換ユニット７がない場合と比べて加熱部１２により所定の温度までガスを加熱するために必要なエネルギーをより削減することができる。すなわち、従来よりも消費するエネルギーをより削減することができ、ランニングコストをより削減することができる。

【0072】

また、乾燥システム１００は、溶剤回収ユニット２により回収された溶剤を再利用するための図示しない溶剤再利用手段を備えていているとよい。

【0073】

溶剤再利用手段は、溶剤を塗布液として再利用するために溶剤と溶剤以外の塗布液の材料（たとえば、活物質、バインダー、導電助剤など）を調合するための図示しない調合部と、調合部に溶剤を送るための図示しない配管と、調合部により調合された塗布液を調合部から塗布液タンク９２ｅに送るための図示しない配管を有している。これら配管には図示しないポンプが設けられ、溶剤と塗布液が配管内を送液されるようになっている。そして、調合部からタンク９２ｅに送液された塗布液は、塗布機構９２により塗布される。

【0074】

これら構成により、溶剤回収ユニット２により回収した溶剤を再利用することができるため、溶剤の消費量を抑えることができ、コストをより削減することができる。

【0075】

また、乾燥システム１００は、ガス排気手段６により排気されたガスに含まれる溶剤を回収するための図示しない排気溶剤回収手段を備えているとよい。

【0076】

排気溶剤回収手段は、たとえば水などに吸収させるものであるとよい。以下の説明では、溶剤を水に吸収させるものを例に説明する。

【0077】

この排気溶剤回収手段は、溶剤を吸収させるための水を貯留する図示しない排気溶剤貯留部を有している。この排気溶剤貯留部は、排気部に接続された水が貯留された所謂タンクであり、貯留された水に乾燥炉１１から送り込まれたガスに含まれる溶剤を吸収させるようになっている。これにより、排気部から排気されたガスに含まれる溶剤を吸収することができる。

【0078】

そして、排気溶剤貯留部により回収され、水と混ざった溶剤を蒸留精製して水と分離し、前述した溶剤再利用手段と同様に調合部で溶剤以外の塗布液の材料（たとえば、活物質、バインダー、導電助剤など）と調合し、塗布液として塗布液タンク９２ｅに供給して塗布機構９２により塗布してもよい。これにより、コストをより削減することができる。

【0079】

このように本実施形態における乾燥システム１００によれば、ガスを循環路３により循環させているため、ガスの供給・排気量を従来のものと比べて大幅に削減することができる為、ファンの駆動エネルギーや加熱エネルギーを削減することができる。すなわち、従来よりも消費するエネルギーを削減することができる。また、ガス供給・排気ファンをコンパクトにできると共に、ランニングコストを削減することができる。これに加えて、ガスを供給、排気するための配管の開口面積を従来よりも小さくすることができるため、設備の導入にかかるコストを削減することができる。

【0080】

また、循環路３により循環するガスを加熱部１２と冷却部２１に到達するまでに第１の熱交換ユニット４と第２の熱交換ユニット７より加熱、冷却するため、加熱部１２と冷却部２１により所定の温度までガスを加熱、冷却する際に必要なエネルギーを削減することができる。これにより、従来よりも消費するエネルギーを削減することができ、ランニングコストを削減することができる。そして、従来よりも消費するエネルギーを削減することができるため、排出されるＣＯ_２を削減することができる。

【0081】

また、溶剤回収ユニット２と排気溶剤回収手段により回収された溶剤を塗布液として塗布機構９２から再び塗布できるよう再利用するため、溶剤にかかる費用を削減することができる。

【0082】

〔第二実施形態〕
次に本発明の第二実施形態における乾燥システム１００について図３および図４を用いて説明する。本実施形態では、乾燥システム１００が、乾燥ユニット１を基材Ｗの搬送経路に沿って複数備え、これら複数の乾燥ユニット１のうち、基材Ｗの搬送方向における最初と最後の乾燥ユニット１を溶剤回収ユニット２と接続しない点で第一実施形態と異なっている。

【0083】

図３は、本実施形態における乾燥システム１００を説明するための図である。図４は、本発明の一実施形態における乾燥進行と塗膜の含水率の関係を示す図であり、図４に示すＡが塗膜の温度を示し、図４に示すＢが含水率を示す。ここでいう含水率とは、塗膜内の溶剤の含有量において塗布直後の含有量と比較したもののことであり、含水率が下がるほど塗膜が乾燥している。

【0084】

本実施形態における乾燥システム１００は、図３に示すように乾燥ユニット１を基材Ｗの搬送経路に沿って複数備えている。

【0085】

そして、複数の乾燥ユニット１のうち、後述の通り塗膜の乾燥工程で塗膜から溶剤がほぼ気化しない乾燥ユニット１には、溶剤回収ユニット２を接続しない。本実施形態では、図３に示すように基材Ｗの搬送方向における最初に位置する乾燥ユニット１ａを含む後述する乾燥初期にあたる乾燥ユニット１と最後に位置する乾燥ユニット１ｂを含む後述する乾燥後期にあたる乾燥ユニット１には、溶剤回収ユニット２を接続しない。

【0086】

これら乾燥ユニット１ａと乾燥ユニット１ｂは、循環路３を介して溶剤回収ユニット２と接続していない点以外は、第一の実施形態で説明した乾燥ユニット１の構成と同様の構成をしている。すなわち、乾燥ユニット１ａと乾燥ユニット１ｂは、それぞれを溶剤回収ユニット２と接続するための循環路３ｃ、循環路３ｄ、および循環路３ｅと接続されておらず、循環路３ｂがガス供給配管５２と接続され、ガス供給配管５２が加熱部１２に接続されるようになっている。そのため、乾燥ユニット１ａと乾燥ユニット１ｂの各々の乾燥炉１１内のガスは、ガス排気手段６により排気されるものを除いて循環路３ｂ、ガス供給配管５２、および循環路３ａにより循環する。

【0087】

また、複数の乾燥ユニット１のうち、塗膜の乾燥工程で塗膜から溶剤が気化しやすい乾燥ユニット１には、溶剤回収ユニット２を接続する。本実施形態では、図３に示すように乾燥ユニット１ａと乾燥ユニット１ｂの間に位置する乾燥ユニット１ｃを含む後述する乾燥中期にあたる乾燥ユニット１には、溶剤回収ユニット２を接続する。

【0088】

具体的に説明する。本実施形態における乾燥システム１００による塗膜の乾燥工程は、図４に示すように乾燥初期、乾燥中期、および乾燥後期に分けられる。乾燥初期は、図４に示すように塗膜の温度を比較的急速に上げる領域となり、塗膜の含水率が含水率ａのようにほぼ横ばいになる。すなわち、乾燥初期は、塗膜の温度を高める領域になっており、塗膜から溶剤が気化しにくくなっている。そのため、塗膜を最初に加熱する乾燥ユニット１ａによる乾燥工程が乾燥初期にあたり、溶剤を回収する必要がないので、乾燥ユニット１ａを溶剤回収ユニット２と接続しない。

【0089】

乾燥中期では、図4に示すように溶剤が気化し塗膜の含水率が含水率ｂから含水率ｃのように下がり乾燥する領域である。乾燥する領域では溶剤の蒸発による状態変化により塗膜の温度がほぼ一定に維持される。そのため、乾燥ユニット１ａと乾燥ユニット１ｂの間に位置する乾燥ユニット１ｃによる乾燥工程が乾燥中期にあたり、溶剤を回収する必要があるので、乾燥ユニット１ｃを溶剤回収ユニット２と接続する。

【0090】

そして乾燥後期では、塗膜中の溶剤が残留分の僅かな量となり含水率として図４に示すように低くなり一定に保たれながら、再び塗膜の温度が上昇し設定した温度プロセスとなる。すなわち、乾燥後期では、塗膜の温度が所定温度まで上がり塗膜が乾燥しきった領域であり、溶剤が気化しやすい状態から気化しにくい状態になっている。そのため、塗膜を最後に加熱する乾燥ユニット１ｂによる乾燥工程が乾燥後期にあたり、溶剤を回収する必要がないので、乾燥ユニット１ｂを溶剤回収ユニット２と接続しない。

【0091】

これにより、溶剤回収ユニット２を溶剤がほぼ気化せず、回収を必要としない乾燥ユニット１のために設けていないため、すべての乾燥ユニット１に溶剤回収ユニット２を接続する場合に比べて設備の設置費と設備を稼働するためのランニングコストを削減することができる。

【0092】

また、溶剤回収ユニット２に接続しない乾燥ユニット１では、溶剤回収ユニット２の冷却部２１によりガスを冷却させることがないため、循環経路における加熱部１２の手前のガスの温度が比較的高くなる。これにより、加熱部１２がガスを所定の温度まで加熱するために必要なエネルギーを比較的少なくすることができる。すなわち、消費するエネルギーを削減することができる。

【0093】

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、乾燥システム１００が複数の乾燥ユニット１を備え、これら乾燥ユニット１に溶剤回収ユニット２が接続して設けられている場合、それぞれの乾燥ユニット１に溶剤回収部２２を必ず設ける必要がなく、それぞれの冷却部２１から共通の溶剤回収部２２に溶剤が回収されるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0094】

１００ 乾燥システム
１ 乾燥ユニット
１ａ 乾燥ユニット
１ｂ 乾燥ユニット
１ｃ 乾燥ユニット
１１ 乾燥炉
１２ 加熱部
２ 溶剤回収ユニット
２１ 冷却部
２２ 溶剤貯留部
２３ 溶剤回収配管
３ 循環路
３ａ 循環路
３ｂ 循環路
３ｃ 循環路
３ｄ 循環路
３ｅ 循環路
４ 第１の熱交換ユニット
５ ガス供給手段
５１ ガス供給部
５２ ガス供給配管
５２ａ ガス供給配管
５２ｂ ガス供給配管
６ ガス排気手段
６１ ガス排気配管
６１ａ ガス排気配管
６１ｂ ガス排気配管
７ 第２の熱交換ユニット
８ 排気溶剤回収手段
９００ 塗布装置
９１ 搬送機構
９１ａ 巻出ロール
９１ｂ 巻取ロール
９１ｃ 搬送ロール
９１ｄ 塗布ロール
９２塗布機構
９２ａ マニホールド
９２ｂ スリット
９２ｃ 吐出口
９２ｄ 塗布液供給路
９２ｅ 塗布液タンク
Ｗ 基材
ａ 含水率
ｂ 含水率
ｃ 含水率
ｄ 含水率
ｅ 含水率

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】