JP6874636B2

JP6874636B2 - 多層塗工装置

Info

Publication number: JP6874636B2
Application number: JP2017200374A
Authority: JP
Inventors: 雄一郎今村; 誠二石津; 耕太郎原田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-10-16
Filing date: 2017-10-16
Publication date: 2021-05-19
Anticipated expiration: 2037-10-16
Also published as: JP2019072666A

Description

本発明は、多層塗工装置に関するものである。

特許文献１には、回転しながらシートを搬送するバックアップロールと、搬送されるシートの表面に塗工液を吐出するダイと、を備え、シートの表面に塗工層を形成する塗工装置が開示されている。特許文献１に係るダイは複数の吐出口を備えており、１台のダイから複数の塗工液が同時に塗布される。

特開２０１３−２２０３８５号公報

特許文献１の多層塗工装置は、複数の塗工液が同時に塗工されるため、それぞれの塗工液が混ざり合ってしまうという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、複数の塗工液が混ざり合うことを抑制できる多層塗工装置を提供するものである。

本発明に係る多層塗工装置は、回転しながらシートを搬送するバックアップロールと、第１の吐出口から第１の塗工液を吐出して前記バックアップロールに接した状態の前記シートに前記第１の塗工液を塗布し、第１層を形成する第１のダイと、第２の吐出口から第２の塗工液を吐出して前記バックアップロールに接した状態の前記シート上の前記第１層上に前記第２の塗工液を塗布し、第２層を形成する第２のダイと、を備えた多層塗工装置であって、前記第１の吐出口と前記第２の吐出口が、水平かつ前記バックアップロールを挟んで対向する位置に配置されたことを、特徴としたものである。

本発明に係る多層塗工装置は、シートに第１の塗工液を吐出して塗布する第１の吐出口と、第２の塗工液を吐出して塗布する第２の吐出口と、が、水平かつバックアップロールを挟んで対向する位置に配置されている。このような構成においては、第１の塗工液が塗布されてから第２の塗工液が塗布されるまでに時間がかかるため、第２の塗工液が塗布される前に第１の塗工液が十分乾燥する。このため、第２の塗工液が第１の塗工液に混ざり合うことを抑制できる。
このようにして、本発明に係る多層塗工装置では、複数の塗工液が混ざり合うことを抑制することができる。

本発明により、複数の塗工液が混ざり合うことを抑制できる多層塗工装置を提供することができる。

本実施形態に係る多層塗工装置の横断面図である。本実施形態に係る第１の吐出口近傍の拡大断面図である。本実施形態の変形例に係る第１の吐出口近傍の拡大断面図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載および図面は、適宜、簡略化されている。

まず、本実施形態に係る多層塗工装置１の全体的な構成について、図１を用いて説明する。図１は、多層塗工装置１の横断面図である。多層塗工装置１は、図１に示すように、バックアップロール１１と、ローラー１２と、第１のダイ２１と、第２のダイ２２と、を備える。
多層塗工装置１は、例えばシート状の銅板に活物質と電解質を塗工して活物質層と電解質層を形成し、電極板を製造するための装置である。

バックアップロール１１及びローラー１２は、円柱形状の回転体である。塗工時において、バックアップロール１１の周面には、ローラー１２を介して導かれたシート３０が巻回されている。バックアップロール１１は、図示しないモータで駆動されて回転軸Ｃを中心に回転し、シート３０を矢印方向に搬送する。シート３０は、搬送方向の下流に備えられた図示しない巻取り装置によって引っ張られ、バックアップロール１１の周面から剥離しないようにされている。

第１のダイ２１は、バックアップロール１１の幅方向に沿って構成され、その内部には第１のマニホールド２１１と、第１のスリット２１２と、が幅方向に沿って形成されている。第１のスリット２１２の端部は第１の吐出口２１３である。第１のダイ２１は、第１の吐出口２１３の下面とバックアップロール１１の回転軸Ｃの高さとが同じになるように、水平に配置されている。
なお、本明細書中において水平とは、完全な水平を意味しているわけではなく、鉛直方向に対して略直交する角度のことをいう。

第１のマニホールド２１１は、第１の塗工液３１ａを貯留する空間である。第１のマニホールド２１１の断面は、図１では略半円形であるが、略円形であってもよい。また、第１のマニホールド２１１の底部に、外部から第１の塗工液３１ａを供給する供給装置が接続されていてもよい。

第１のスリット２１２は、第１のマニホールド２１１から第１のダイ２１の外部に向かって水平方向に延びた空間であり、その高さは１ｍｍ程度とすることができる。第１のマニホールド２１１に貯留された第１の塗工液３１ａは、第１のスリット２１２内を流れ、第１の吐出口２１３から吐出されて、バックアップロール１１に接した状態のシート３０に塗布される。塗布された第１の塗工液３１ａは、シート３０の搬送中に乾燥され、第１層３１ｂとしてシート３０上に定着する。

本実施形態に係る多層塗工装置１では、第１のスリット２１２及び第１の吐出口２１３が水平に設けられ、吐出方向が水平であるため、スリット及び吐出口が下を向いたダイを用いた場合に比べて、粘度の低い塗工液でも液垂れを起こさずに塗布することができる。また、スリット及び吐出口が上を向いたダイを用いた場合に比べて、塗工液の液垂れによるダイの汚れを抑えることができる。

ここで、第１の塗工液３１ａが塗布される機構について、図２を用いてさらに詳細に説明する。図２は、第１の吐出口２１３近傍の拡大断面図である。
図２に示すように、第１の塗工液３１ａは、第１の吐出口２１３から吐出されると、シート３０と上流側リップ２１４及び下流側リップ２１５とに挟まれた空間で液溜まり３１ｃを形成する。この状態でシート３０を搬送することで、シート３０の移動に伴って液溜まり３１ｃが引っ張られ、シート３０の表面に第１の塗工液３１ａを塗布することができる。

液溜まり３１ｃの量は、第１の吐出口２１３とシート３０との間の距離に依存する。また、第１層３１ｂの膜厚は液溜まり３１ｃの量によって変化する。このため、本実施形態に係る多層塗工装置１では、第１の吐出口２１３とシート３０との間の距離を制御することによって、第１層３１ｂの膜厚を調整することができる。

次に、図１を用いて、第２のダイ２２について説明する。
第２のダイ２２は、第１のダイ２１と同様に、バックアップロール１１の幅方向に沿って構成され、その内部には第２のマニホールド２２１と、第２のスリット２２２と、が幅方向に沿って形成されている。第２のスリット２２２の端部は第２の吐出口２２３である。第２のダイ２２は、第２の吐出口２２３の下面とバックアップロール１１の回転軸Ｃの高さとが同じになるように、第１のダイ２１の反対側に、水平に配置されている。すなわち、第１の吐出口２１３と第２の吐出口２２３が、水平かつバックアップロール１１を挟んで対向する位置になるように、第１のダイ２１と第２のダイ２２が配置されている。

第２のマニホールド２２１は、第２の塗工液３２ａを貯留する空間である。第２のマニホールド２２１の断面は、図１では略半円形であるが、略円形であってもよい。また、第２のマニホールド２２１の底部に、外部から第２の塗工液３２ａを供給する供給装置が接続されていてもよい。

第２のスリット２２２は、第２のマニホールド２２１から第２のダイ２２の外部に向かって水平方向に延びた空間であり、その高さは１ｍｍ程度とすることができる。第２のマニホールド２２１に貯留された第２の塗工液３２ａは、第２のスリット２２２内を流れ、第２の吐出口２２３から吐出されて、バックアップロール１１に接した状態のシート３０上の第１層３１ｂの上に塗布される。塗布された第２の塗工液３２ａは、シート３０の搬送中に乾燥され、第２層３２ｂとして第１層３１ｂ上に定着する。第２層３２ｂの膜厚は、第１のダイ２１と同様に、第２の吐出口２２３とシート３０との間の距離を制御することによって、第１層３１ｂの膜厚とは独立して調整することができる。

本実施形態に係る多層塗工装置１では、第１の吐出口２１３と第２の吐出口２２３とが離間して配置されているため、第１の塗工液３１ａが塗布されてから第２の塗工液３２ａが塗布されるまでに時間がかかる。このため、第１の塗工液３１ａが十分乾燥し、第１層３１ｂがシート３０に定着した後で第２の塗工液３２ａが塗布される。従って、多層塗工装置１は、第１の塗工液３１ａと第２の塗工液３２ａとが混ざり合うのを抑制しつつ、シート３０上に第１層３１ｂと第２層３２ｂとを形成することができる。

以上のように、本発明に係る多層塗工装置１は、複数の塗工液が混ざり合うことを抑制しつつ、シート上に多層膜を形成することができる。

［変形例］
次に、図３を用いて、本実施形態の変形例について説明する。図３は、本実施形態の変形例に係る、第１の吐出口２１３近傍の拡大断面図である。
図３に示すように、本実施形態の変形例に係る第１のダイ２１は、第１の吐出口２１３の下面が、バックアップロール１１の回転軸Ｃの高さから距離ｄだけ低くなるように配置されている。バックアップロール１１の径が２５０ｍｍであるとき、距離ｄは、０．５〜１ｍｍ程度とすることができる。

図３に示すように、第１の吐出口２１３の下面がバックアップロール１１の回転軸Ｃの高さよりも低い構成においては、第１の吐出口２１３より上流側リップ２１４の方がシート３０と近い位置にある。このため、第１の吐出口２１３の下面がバックアップロール１１の回転軸Ｃの高さと同じである構成に比べて、上流側リップ２１４をシート３０に近づけることができ、上流側リップ２１４とシート３０との間に形成される液溜まり３１ｃの量を多くすることができる。これにより、印刷時のかすれを軽減することができる。

前述したように、液溜まり３１ｃの量は、第１の吐出口２１３とシート３０との距離によって調整することもできるが、本変形例によれば、第１の吐出口２１３とシート３０との距離を一定距離以上に保ったまま液溜まり３１ｃの量を制御することができる。このため、第１の吐出口２１３の周辺部がシート３０と接触して破損することを防ぎつつ液溜まり３１ｃの量を調整することができる。

以上の例では、第１の吐出口２１３の下面がバックアップロール１１の回転軸Ｃの高さから距離ｄだけ低くなるように第１のダイ２１を配置した構成について説明したが、第２の吐出口２２３の下面がバックアップロール１１の回転軸Ｃの高さから距離ｄだけ高くなるように第２のダイ２２を配置してもよい。この場合においても、第２のダイ２２の上流側リップとシート３０との距離が狭くなるため、第２のダイ２２の上流側リップとシート３０との間に形成される液溜まりの量を多くすることができる。

以上の変形例に係る多層塗工装置１においても、第１の塗工液３１ａが塗布されてから第２の塗工液３２ａが塗布されるまでに時間がかかるため、複数の塗工液が混ざり合うことを抑制しつつ、シート３０上に多層膜を形成することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１多層塗工装置
１１バックアップロール
１２ローラー
２１第１のダイ
２２第２のダイ
３０シート
３１ａ第１の塗工液
３１ｂ第１層
３２ａ第２の塗工液
３２ｂ第２層
２１１第１のマニホールド
２１２第１のスリット
２１３第１の吐出口
２１４上流側リップ
２１５下流側リップ
２２１第２のマニホールド
２２２第２のスリット
２２３第２の吐出口
Ｃ回転軸
ｄ距離

Claims

回転しながらシートを搬送するバックアップロールと、
第１の吐出口から第１の塗工液を吐出して前記バックアップロールに接した状態の前記シートに前記第１の塗工液を塗布し、第１層を形成する第１のダイと、
第２の吐出口から第２の塗工液を吐出して前記バックアップロールに接した状態の前記シート上の前記第１層上に前記第２の塗工液を塗布し、第２層を形成する第２のダイと、
前記第１のダイにおいて、前記第１の塗工液を前記第１の吐出口まで搬送する第１のスリットと、
前記第２のダイにおいて、前記第２の塗工液を前記第２の吐出口まで搬送する第２のスリットと、
を備えた多層塗工装置であって、
前記第１の吐出口および前記第１のスリットと、前記第２の吐出口および前記第２のスリットが、水平かつ前記バックアップロールを挟んで対向する位置に配置され、
前記第１の塗工液が前記第１の吐出口から水平方向に吐出され、
前記第２の塗工液が前記第２の吐出口から水平方向い吐出される
多層塗工装置。