干燥装置.pdf

该干燥装置具备：炉体10，在装载有被干燥物的状态下在炉体10的内部空间移动的传送带20，配置于炉体10的内部空间内传送带20上方的多个红外线加热器40。炉体10的内部空间内设置有隔板50，其将包括传送带20的空间S1与包括红外线加热器40的空间S2隔开。该隔板50的长度方向上与各个红外线加热器40相对应的位置上的第1部分51由透过红外线的材料(石英玻璃)构成，该隔板50的长度方向上与相邻的红外线加热器40、40之间相对应的位置上的第2部分52由不透过红外线的材料(不锈钢)构成。由此可以提供一种干燥含有溶剂的被干燥物的干燥装置，其可以独立地单独调节气体通过的空间体积及加热器-被干燥物间距离。

权利要求书
1.  一种干燥装置，是干燥含有溶剂的被干燥物的干燥装置，
其具备：
炉体；
移动体，其在装载有所述被干燥物的状态下在所述炉体的内部空间移动；
红外线加热器，其配置于所述炉体的内部空间内所述移动体上方；
隔板，其将所述炉体的内部空间内包括所述移动体的第1空间与包括所述红外线加热器的第2空间隔开，且隔板的一部分或者全部由透过红外线的材料构成；
第1气体供应排放机构，其向所述第1空间供应温度及湿度经调节的第1气体，并将供应于所述第1空间的所述第1气体排出所述第1空间。

2.  根据权利要求1所述的干燥装置，在所述第2空间内的相互隔开的多个地点处，沿着所述移动体的移动方向分别配置有多个所述红外线加热器，
所述隔板上的多个第1部分，位于所述移动体的移动方向上与所述各个红外线加热器相对应的位置上，由透过红外线的材料构成，
所述隔板上的多个第2部分，位于所述移动体的移动方向上与相邻接的所述红外线加热器之间相对应的位置上，由不透过红外线的材料构成。

3.  根据权利要求1或2所述的干燥装置，其包含透过度调节装置，所述透过度调节装置根据与所述移动体的移动方向垂直的方向的位置，调节所述隔板的所述各个第1部分的红外线透过度。

4.  根据权利要求1至3的任一项所述的干燥装置，其具备第2气体供应排放机构，所述第2气体供应排放机构向所述炉体的内部空间供应与所述第1气体不同的第2气体，并将供应于所述内部空间的所述第2气体排出所述内部空间。

5.  一种制造干燥体的方法，其是使用权利要求1至4的任一项所述的干燥装置制造干燥体的方法，所述方法通过所述第1气体供应排放机构向所述第1空间供应所述第1气体并同时将所述供应的所述第1气体排出所述第1空间，并且通过所述红外线加热器向所述隔板照射红外线，在该状态下，使装载有所述被干燥物的所述移动体在所述第1空间内移动，由此干燥所述被干燥物制造干燥体。

说明书干燥装置
技术领域
本发明涉及一种对含有溶剂的被干燥物进行干燥的干燥装置。
背景技术
以往已知的有一种干燥装置(例如，参照日本专利3897456号公报)，其具备：炉体，在装载有含溶剂的被干燥物的状态下在所述炉体的内部空间移动的移动体，配置于所述炉体的内部空间内所述移动体上方的红外线加热器，向所述炉体的内部空间供应温度及湿度经调节后气体的气体供应装置。
发明内容
上述文献所记载的装置中，红外线加热器主要具有通过向被干燥物照射红外线而干燥被干燥物的功能。另一方面，供应于炉体内部空间的气体主要具有使含有从被干燥物蒸发的溶剂的气体温度及溶剂浓度在被干燥物的表面附近区域尽可能地均匀的功能。被干燥物的表面附近区域的气体温度越高且溶剂浓度越小，则被干燥物的干燥速度越快。因此，被干燥物的表面附近区域的气体温度及溶剂浓度如果均匀的话，被干燥物的干燥速度就不容易产生局部性的偏差，因此能抑制干燥后的被干燥物的变形或裂缝的产生。
但是，上述文献所记载的装置中，炉体的内部空间内所述气体通过的空间体积越大，则越难调节被干燥物的表面附近区域的“含有溶剂的气体的温度及溶剂浓度”。结果是，难以抑制被干燥物的干燥速度中的局部性偏差。另外，所需的前述气体的量也增加。因此，认为优选将所述气体通过的空间体积调节至小的值。另外，在通过红外线适当干燥被干燥物的基础上，红外线加热器与被干燥物之间的距离(以下也称为“加热器-被干燥物间距离”)存在优化值。因此，优选将加热器-被干燥物间距离调节至优化值。
然而，上述文献所记载的装置中，与下述空间相同的空间内，配置有红外线加热器，所述空间是所述气体通过的空间，并且是配置有装载并移动被干燥物的移动体的空间(＝炉体的内部空间)。因为上述原因，难以独立地单独调节所述气体通过的空间体积及加 热器-被干燥物间距离。期望一种可以独立地单独调节所述气体通过的空间体积及加热器-被干燥物间距离的干燥装置的到来。
本发明的目的在于提供一种干燥装置，是对含有溶剂的被干燥物进行干燥的干燥装置，其可以独立地单独调节所述气体通过的空间体积及加热器-被干燥物间距离。
本发明涉及的干燥装置具备：与上述相同的炉体、与上述相同的移动体、与上述相同的红外线加热器。
本发明涉及的干燥装置的特征在于，具备“将所述炉体的内部空间内包括所述移动体的第1空间与包括所述红外线加热器的第2空间隔开的隔板，且隔板的一部分或者全部由透过红外线的材料构成”，向由所述隔板分隔开的所述第1空间供应温度及湿度调节后的第1气体并将所供应的第1气体排出所述第1空间。在此处，作为所述第1气体，适宜使用氮气、氩气等惰性气体。
据此，所述第1气体通过的空间且是配置有装载并移动被干燥物的移动体的空间(＝第1空间)与配置有红外线加热器的空间(＝第2空间)通过隔板分隔成各自的空间。因此，容易独立地单独调节所述第1气体通过的空间体积及加热器-被干燥物间距离。此外，通过设置隔板，由于能够减小第1空间的体积，因此容易调节被干燥物的表面附近区域的“含有溶剂的气体的温度及溶剂浓度”。
此外，用于分隔红外线加热器与被干燥物的隔板的一部分或者全部由透过红外线的材料所构成。因此，发射自红外线加热器的红外线可以透过该隔板到达被干燥物。换言之，不会因该隔板的存在而阻碍红外线加热器的上述“干燥被干燥物的功能”。
上述本发明涉及的干燥装置中，优选如下：在所述第2空间内的相互隔离的多个地点处，沿着所述移动体的移动方向分别配置有多个所述红外线加热器；所述隔板上，在所述移动体的移动方向上与所述各个红外线加热器相对应的位置上的多个第1部分由透过红外线的材料构成；所述隔板上，在所述移动体的移动方向上与相邻接的所述红外线加热器之间相对应的位置上的多个第2部分由不透过红外线的材料构成。
据此，即使沿着移动体的移动方向间隔地配置多个红外线加热器，照射在被干燥物上的红外线的强度在移动体的移动方向上也大致均匀(后面将详述)。结果是，通过提高各个红外线加热器的功率，可以增大相邻的红外线加热器的间隔，减少红外线加热器的数量。
上述本发明涉及的干燥装置中，优选具备透过度调节装置，所述透过度调节装置 根据与所述移动体的移动方向垂直的方向(以下也称为“宽度方向”)的位置调节所述隔板的所述各个第1部分的红外线透过度。
被干燥物的表面附近区域的“含有溶剂的气体的温度及溶剂浓度”不可避免地在宽度方向上具有偏差。因此，起因于该“气体温度及溶剂浓度在宽度方向上的偏差”，被干燥物的干燥速度在宽度方向上也容易产生偏差。另外，照射被干燥物的红外线强度越大，被干燥物的干燥速度越快。
根据上述构成，可以调节“照射于被干燥物的红外线在宽度方向上的强度分布”以抵消起因于“气体温度及溶剂浓度在宽度方向的偏差”的“被干燥物的干燥速度在宽度方向上的偏差”。因此，即使产生了“气体温度及溶剂浓度在宽度方向上的偏差”，也可以使被干燥物的干燥速度在宽度方向上尽可能地均匀。结果是，可以使干燥后的被干燥物在宽度方向上的厚度尽可能地均匀。
此外，被干燥物的厚度越大，被干燥物在厚度方向上的收缩量越大，由此导致的干燥速度的差，即被干燥物在厚度上的偏差更容易显著地显现。因此，可以说被干燥物的厚度越大，通过所述透过度调节装置达到的上述“使厚度均匀的效果”越大。
附图说明
[图1]本发明涉及的干燥装置整体的正视截面示意图。
[图2]图1所示干燥装置的侧视截面示意图。
[图3]图1所示干燥装置的俯视部分截面示意图。
[图4]图1所示干燥装置的正视部分截面示意图。
[图5]对应于本发明涉及的干燥装置的变形例所涉及的图2的图。
具体实施方式
(构成)
以下，参照图1～图4，对本发明涉及的干燥装置的实施方式进行说明。图1～图4中，上下方向(z轴向)对应于垂直方向，左右方向(x轴向)对应于水平方向。
如图1所示，该实施方式是实施将在从纸面左侧向右侧(x轴正方向侧)水平地平行移动的传送带20上装载的被干燥物干燥从而得到干燥体的干燥工序的装置。以下，将 纸面左右方向(传送带20的移动方向、x轴向)称为“长度方向”，纸面里面方向(与长度方向垂直的方向，y轴向)称为“宽度方向”。
作为被干燥物，典型地可以设想为“含有陶瓷粉体或金属粉体，粘合剂和溶剂的浆液”的成形体且在长度方向延长的膜状体。通过将该被干燥物供应于该实施方式的干燥工序，可以挥发·除去被干燥物内的溶剂而使被干燥物干燥。之后对干燥的被干燥物进行烧结(挥发·除去粘合剂)，使其成为最终制品(烧结体)。
该实施方式中具备与干燥工序的前半部相对应的“红外线干燥炉”及与干燥工序的后半部相对应的“热风干燥炉”。以下，首先对红外线干燥炉的构成进行说明。另外，干燥工序可以只由“红外线干燥炉”构成。
红外线干燥炉具备炉体10。如图1所示，炉体10的长度方向的两端部分别设置有导入口11与导出口12。在长度方向上水平延长的传送带20的构成如下：其由设置于炉体10的内部空间的多个导向辊30导引，并同时在炉体10的内部空间内从导入口11向导出口12水平移动。传送带20的移动速度等可以通过传送带驱动用控制器100、已知的传送带传动装置(未图示)来调节。
如图1所示，在炉体10的内部空间内传送带20的上方，分别在长度方向上相隔一定的间隔配置有多个红外线加热器40。如图2及图3所示，各个红外线加热器40呈棒状。将各个红外线加热器40的各自的轴线沿着宽度方向配置。从红外线加热器40发射出的红外线的强度或波长等可以通过红外线加热器用控制器200来调节。红外线加热器40可以发射出各种波长的红外线，但是典型地产生主波长在6μm左右以下的红外线(近红外线)。
如图1及图2所示，炉体10内，将包括传送带20的空间S1与包括红外线加热器40的空间S2隔开的隔板50在长度方向上水平延伸设置。如图1～图3所示，隔板50由第1部分51和第2部分52构成，所述第1部分51由透过红外线(特别是近红外线)的材料构成，所述第2部分52由不透过红外线(特别是近红外线)的材料构成。
如图1～图3所示，第2部分52在沿长度方向水平延长的同时，其宽度方向(y轴方向)的中央部呈向上方突出为矩形的形状。在第2部分52中突出为矩形的部分的顶面(沿长度方向延长的水平平面)上，在长度方向上与各个红外线加热器40相对应的各个位置上形成有窗口(矩形开口部)。矩形薄板状的第1部分51分别设置于第2部分52的所述顶面上以将这些窗口覆盖。因此，如图2所示，从各红外线加热器40发射出的红外线可以 透过相应的第1部分51到达被干燥物，将被干燥物干燥。
如上，对于隔板50，可以说多个第一部分51分别配置在长度方向上对应于各个红外线加热器40的位置上，多个第2部分52分别配置在长度方向上与相邻的红外线加热器40、40之间相对应的位置上。
作为第1部分51的材料，适宜的有石英玻璃。石英玻璃具有以高透过率透过主波长在3.5μm以下的红外线(近红外线)的特性。作为第2部分52的材料，适宜的有不锈钢。不锈钢具有不透过主波长在6μm左右以下的红外线(近红外线)的特性。此外，因为不锈钢具有以一定的比例吸收红外线(近红外线)的特性，所以还具有隔板50的保温效果。
另外，作为第2部分52的材料，铝合金也适宜。铝合金不仅具有不透过主波长在6μm左右以下的红外线(近红外线)的特性，而且与不锈钢相比，其红外线(近红外线)吸收率低。因此，可以抑制隔板50变高温。因此，可以说铝合金适宜于较低温度下的被干燥物的干燥。
另外，该实施例中，如图2所示，第2部分52宽度方向的两端部的下表面与传送带20的上表面的两端部在宽度方向上是稍稍重叠的。由此，空间S1进一步地被划分为“与传送带20的上侧相对应的空间”(由第2部分52的宽度方向中央部上突出为矩形的部分，第1部分51和传送带20划分的空间)和“与传送带20的下侧相对应的空间”。以下将“与传送带20的上侧相对应的空间”称为“空间S1”，“与传送带20的下侧相对应的空间”特别称为“空间S3”。
如图1所示，在炉体10的空间S2内的各红外线加热器40的上方，多个空气喷嘴60分别以一定间隔配置在长度方向上。从各喷嘴60分别向下方喷出温度经调节的空气(参照细箭头)。这样喷出的空气与隔板50相接触，由此可以调节隔板50的温度。这样喷出的空气经由设置在炉体10上表面的排气口13而被排到外部(参照细箭头)。
同样地，炉体10的空间S3内形成有空气的进气口14及排气口15。温度经调节的空气从进气口14向x轴负方向喷出(参照细箭头)。这样喷出的空气与传送带20相接触，由此可以调节传送带20的温度。这样喷出的空气经由排气口15被排到外部(参照细箭头)。各喷嘴60及从进气口14喷出的空气的温度、流量等可以通过空气供应用控制器300进行调节。
如图1所示，炉体10的导入口11的附近配置有氮气(N2气体)用喷嘴70。温 度及湿度经调节的氮气从喷嘴70向空间S1的内部，沿x轴正方向喷出(参照粗白色箭头)。这样地，通过氮气在空间S1内沿x轴正方向流动，可以使“含有从被干燥物蒸发的溶剂的气体”的温度及溶剂浓度在被干燥物的表面附近区域变得尽可能地均匀。通过空间S1的氮气经由导出口12排到后述的炉体80的内部空间S4内(参照粗白色箭头)。从喷嘴70喷出的氮气的温度、湿度、流量(流速)等通过氮气供应控制器400调节。
以上对“红外线干燥炉”的构成进行了说明，接着对“热风干燥炉”的构成进行说明。
如图1所示，热风干燥炉具备与炉体10的x轴正方向侧的侧面相连接的炉体80。炉体80的内部由一个空间S4构成。炉体80的长度方向的两端部分别设置有作为导入口而发挥作用的上述“炉体10的导出口12”和导出口81。从炉体10的导出口12移动而来的传送带20的构成如下：其由设置于炉体80的空间S4内的多个导向辊30引导，并同时在炉体80的空间S4内从导入口(＝炉体10的导出口12)向导出口81水平移动。
如图1所示，在炉体80的空间S4内的上方，多个空气喷嘴90分别以一定间隔配置在长度方向上。调节为高温的空气(热风)分别从各喷嘴90向下方喷出(参照细箭头)。这样喷出的空气(热风)与被干燥物相接触，由此可以更进一步地进行被干燥物的干燥。这样喷出的空气(热风)经由设置在炉体80的上表面的排气口82而被排到外部(参照细箭头)。另外，从导出口81流入空间S4内的氮气也从该排气口82排到外部(参照粗白色箭头)。以上是关于“热风干燥炉”的构成的说明。
接着，对如上构成的实施方式的操作进行简单说明。该实施方式中，如图2所示，传送带20的上表面经由PET膜，装载有沿长度方向延长的被干燥物(典型的是上述薄板状的浆液成形体)。之所以使用PET膜，是因为它可以使被干燥物的操作变得容易。被干燥物干燥完成后，将PET膜从被干燥物除去。另外，PET膜透过近红外线的同时还具有吸收远红外线的特性。考虑到该方面，从红外线加热器40照射出的红外线以近红外线适宜。
装载了被干燥物的传送带20以一定的速度沿着x轴正方向水平地平行移动。各红外线加热器40以一定的强度分别照射红外线(近红外线)。照射出的各红外线(近红外线)透过隔板50上相对应的第1部分51分别到达被干燥物。结果是使被干燥物干燥。
温度及湿度经调节的氮气从喷嘴70向空间S1的内部沿x轴正方向喷出。由此，氮气在空间S1内沿x轴正方向流动。通过氮气在这样的空间S1内的流动，可以使“含有 从被干燥物蒸发的溶剂的气体”的温度及溶剂浓度在被干燥物的表面附近区域尽可能地均匀。结果是，被干燥物的干燥速度中难以产生局部性偏差，可以抑制干燥后的被干燥物的变形或裂缝的产生。如上所述，可以说被干燥物的厚度越大，则该作用·效果越大。
温度经调节的空气(例如，常温空气)从各喷嘴60向空间S2的内部喷出。同时，温度经调节的空气(例如，温度比常温稍高的空气)从进气口14向空间S3的内部喷出。其结果，可以将隔板50的温度及传送带20的温度(因此是被干燥物的温度)调节·保持在适当的温度。另外，之所以将从喷嘴60喷出的空气的温度设定为低于从进气口14喷出的空气的温度，是基于从喷嘴60喷出的空气在空间S2内被从红外线加热器40照射出的红外线稍微加热。结果是，从喷嘴60喷出的空气到达隔板50时的温度与从进气口14喷出的空气到达传送带20时的温度可以大致相等。
像这样，在“红外线干燥炉”内，与传送带20一起移动的被干燥物在保持在比常温稍高的温度的状态下并且在由空间S1内的氮气流的作用而几乎没有干燥速度的局部性偏差的状态下，通过红外线的作用被不断干燥。结果是，可获得处于进行了某种程度的干燥且不发生大的膜厚偏差和裂缝的状态的被干燥物。
这样的被干燥物从“红外线干燥炉”移至“热风干燥炉”。在热风干燥炉的炉体80内，调节为高温的空气(热风)从各喷嘴90向空间S4的内部喷出。结果是，在“热风干燥炉”内，与传送带20一起移动的被干燥物在喷出的空气(热风)的作用下，在高温下进一步地被干燥。结果是，在被干燥物从炉体80的导出口81送出的阶段，完成了被干燥物的干燥。即得到了干燥体。另外，在从“红外线干燥炉”送出的阶段充分进行了被干燥物的干燥，所以该阶段后即使被干燥物曝露于高温之下，也不会发生大的膜厚偏差或裂缝。
(作用·效果)
以下，对该实施方式的作用·效果进行说明。该实施方式中，“氮气通过的空间且为配置有装载并移动被干燥物的传送带20的空间”(＝空间S1)与配置了红外线加热器40的空间(＝空间S2)通过隔板50分隔为各自的空间。因此，易于分别独立地调节“氮气通过的空间S1的体积”与“加热器-被干燥物间距离”。此外，通过设置隔板50，可以减小空间S1的体积，所以易于调节被干燥物的表面附近区域的“含有溶剂的气体的温度及溶剂浓度”。
此外，如图3及图4所示，对于隔板50，多个第一部分51(透过红外线的部分)分别配置在长度方向上与各个红外线加热器40相对应的位置上，多个第2部分52(不 透过红外线的部分)分别配置在长度方向上与相邻的红外线加热器40、40之间相对应的位置上。
结果是，如图4所示，通过调节相邻的红外线加热器40、40的间隔及隔板50的第1部分51在长度方向上的长度，可以不使从相邻的红外线加热器40、40照射出的红外线在长度方向上相互重叠(或者使红外线的一部分范围在长度方向上相互重叠)而将红外线照射于被干燥物的整个表面。换言之，即使沿着长度方向以一定的间隔配置多个红外线加热器40，照射到被干燥物的红外线的强度也可以在长度方向上大致均匀。结果是，通过提高各个红外线加热器40的功率，可以增大相邻的红外线加热器40的间隔，减少红外线加热器40的数量。
此外，本发明并不限定于上述实施方式，在本发明的范围内可以采用各种变形例。例如，上述实施方式中使用氮气作为空间S1内流动的气体，但只要是惰性气体即可，例如也可为氩气。
此外，上述实施方式中的隔板50由第1部分51(透过红外线的部分)与第2部分52(不透过红外线的部分)构成，但整个隔板50也可由第1部分51(透过红外线的部分)构成。
另外，上述实施方式中，通过隔板50的第2部分52宽度方向的两端部的下表面与传送带20的上表面的两端部在宽度方向上的稍稍重叠来将空间S1进一步地划分为“与传送带20的上侧相对应的空间S1”和“与传送带20的下侧相对应的空间S3”，但空间S1的“传送带20的上侧空间”和“传送带20的下侧空间”也可以是连续的一个空间。
此外，上述实施方式中，被干燥物的表面附近区域的“含有溶剂的气体的温度及溶剂浓度”不可避免地在空间S1内的宽度方向上具有偏差。因此，起因于该“气体温度及溶剂浓度在宽度方向上的偏差”，被干燥物的干燥速度在宽度方向上也容易产生偏差。此外，照射被干燥物的红外线的强度越大(小)，被干燥物的干燥速度越快(慢)。
基于这样的发现，通过调节“照射于被干燥物的红外线在宽度方向上的强度分布”，可以抵消起因于“气体温度及溶剂浓度在宽度方向上的偏差”的“被干燥物的干燥速度在宽度方向上的偏差”。例如，“含有溶剂的气体”的溶剂浓度在空间S1内的宽度方向中央部大于宽度方向两端部时，被干燥物的干燥速度在宽度方向两端部比起宽度方向中央部更大。此时，被干燥物的厚度倾向于在宽度方向两端部比起宽度方向中央部大。
这样的情形下，例如，如图5所示，通过在隔板50的第1部分51宽度方向的两 端部的上表面配置不透过红外线(近红外线)的遮蔽部件Z，可以使照射在被干燥物的宽度方向两端部的红外线强度比宽度方向中央部的红外线强度更小。由此，可以使被干燥物的干燥速度在宽度方向上尽可能地均匀。结果是，干燥后的被干燥物在宽度方向上的厚度可以尽可能地均匀。
图5所示的例中，虽然在隔板50的第1部分51宽度方向的两端部的上表面配置有不透过红外线(近红外线)的遮蔽部件Z，但例如优选“含有溶剂的气体”的溶剂浓度在空间S1内宽度方向中央部小于宽度方向两端部时，在隔板50的第1部分51宽度方向的中央部的上表面配置不透过红外线(近红外线)的遮蔽部件Z。
此外，图5所示的例中，作为遮蔽部件Z，使用了完全遮蔽红外线(近红外线)的部件，但是作为遮蔽部件Z，也可以使用稍稍透过红外线(近红外线)的部件(红外线(近红外线)的透过率比第1部件51小的部件)。
此外，图5所示的例中，为了调节“照射于被干燥物的红外线在宽度方向上的强度分布”，在隔板50的第1部分51的上表面配置了遮蔽部件Z，但是也可以通过使第1部分51的红外线(近红外线)的透过率本身在宽度方向上不同来调节“照射于被干燥物的红外线在宽度方向上的强度分布”。