WO2022050052A1 - 塗工装置 - Google Patents

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WO2022050052A1
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coating liquid
coating
die
flow path
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和紀 前田
賢司 北島
敦 渡邉
昌司 元井
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Toray Engineering Co Ltd
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a coating device for coating a coating film on a base material, and a coating method.
  • Slurry is applied to a base material sent by roll-to-roll from the discharge port of a die to form a coating film, and a battery electrode plate or the like is manufactured.
  • the thickness of the coating film formed on the base material directly affects the charge / discharge amount of the battery, so that the film thickness of the coating liquid (slurry) to be applied to the base material is very difficult to control. It will be important. That is, the coating liquid needs to be applied with a uniform thickness along the width direction and the feeding direction of the base material.
  • Patent Document 1 provides a discharge port (adjustment unit) to make the thickness of the coating film layer formed on the substrate uniform even if the coating liquid is continuously discharged for a long time. The configuration is described.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-97198
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a coating apparatus capable of coating a coating film having good quality and uniform thickness.
  • the coating device of the present invention is a coating device that discharges a coating liquid from a slit provided in a die in the width direction to form a coating film on a base material, and forms a coating film on the die.
  • a first manifold that is connected to the first flow path, which is a flow path for supplying the coating liquid, and collects the coating liquid flowing in from the first flow path.
  • a plurality of second flow paths connected to the first manifold, and a coating liquid connected to the second flow path and the slit and long in the width direction and flowing in from the second flow path. It is characterized by including a second manifold for storing and an adjusting unit provided in the middle of at least one of the second flow paths and adjusting the flow rate of the coating liquid flowing through the second flow path.
  • the die can form a uniform coating film on the substrate in the width direction.
  • the flow rate distribution in the width direction of the coating liquid flowing into the second manifold can be adjusted accurately so that the coating liquid can be discharged from the slit with high accuracy. Further, since the coating liquid is not discharged and returned to the tank, a coating film having good quality can be formed.
  • the first manifold and the adjusting portion are provided outside the die.
  • At least the flow path portion of the coating liquid of the first manifold and the adjusting portion is provided inside the die.
  • the lengths of the plurality of second flow paths are equal to each other.
  • the first manifold is long in one direction, and the connecting portions between the plurality of second flow paths and the first manifold are arranged in the longitudinal direction of the first manifold.
  • the coating liquid supply path to the first flow path has an intermittent supply unit for intermittently supplying the coating liquid.
  • a coating film having a uniform thickness in the width direction can be intermittently applied to the base material.
  • the coating liquid may be a slurry for manufacturing a battery electrode plate.
  • the coating device of the present invention that does not return a part of the coating liquid supplied to the die to the tank is preferably used.
  • the coating apparatus of the present invention it is possible to coat a coating film having good quality and uniform thickness.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line a in FIG. (A) is a cross-sectional view taken along the line b of FIG. 1, and (b) is a plan view of a shim plate. It is a figure explaining other embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a coating device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line a of FIG. 3A and 3B are a cross-sectional view taken along the line b of FIG. 1, and
  • FIG. 3B is a plan view of the shim plate 15.
  • the coating device 1 is a device for coating the coating liquid 3 on the base material 2 sent by roll-to-roll.
  • the coating liquid 3 is coated with a uniform thickness (uniform coating amount) along the feeding direction MD of the base material 2.
  • the width direction TD of the base material 2 is a direction orthogonal to the feed direction MD of the base material 2, and the Y-axis direction in FIG. 1 corresponds to this.
  • the coating device 1 includes a die 10 long along the width direction of the base material 2 and a supply means 20 for supplying the coating liquid 3 to the die 10.
  • the longitudinal direction (Y-axis direction in FIG. 1) is referred to as a width direction TD, which is the same as the width direction TD of the base material 2.
  • a roller 5 facing the die 10 is installed, and the width direction TD of the die 10 and the direction of the rotation center line of the roller 5 are parallel to each other.
  • the base material 2 is guided by the roller 5, and the distance (gap) between the base material 2 and the die 10 (the tip of the slit 12 described later) is kept constant, and the coating liquid 3 is applied in this state. ..
  • the coating liquid 3 in the present embodiment is a slurry for manufacturing a battery electrode plate, and an active material, a binder, and a conductive auxiliary agent are dispersed in the solvent.
  • the die 10 has a first split body 13 having a tapered first lip 13a and a second split body 14 having a tapered second lip 14a, and a shim plate 15 is sandwiched between them. It consists of a combination of configurations.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line a of FIG.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line b of FIG. 1, and the shim plate 15 is shown in FIG. 3B.
  • a second manifold 11 for storing a coating liquid 3 composed of a substantially columnar space long in the width direction TD and a slit 12 connected to the second manifold 11 are formed, and also.
  • a discharge port 18, which is an open end of the slit 12, is formed between the first lip 13a and the second lip 14a. That is, the second manifold 11 and the discharge port 18 are connected to each other via the slit 12.
  • the slit 12 is formed long in the width direction TD like the second manifold 11, and the width direction dimension of the slit 12 is determined by the inner dimension W (see FIG. 3B) of the shim plate 15 and the slit.
  • a coating liquid 3 having substantially the same width direction dimension as the width direction dimension of 12 can be applied onto the base material 2.
  • the gap dimension (height dimension) of the slit 12 is, for example, 0.4 to 1.5 mm.
  • the die 10 is installed in a posture in which the gap direction of the slit 12 is the vertical direction and the width direction is the horizontal direction. That is, the die 10 is installed in a posture in which the second manifold 11 and the slit 12 are arranged side by side in the horizontal direction. Therefore, the direction in which the coating liquid 3 stored in the second manifold 11 flows to the base material 2 through the slit 12 and the discharge port 18 is the horizontal direction.
  • the pressure inside the second manifold 11 (coating pressure) can be adjusted, and by this adjustment, the coating film thickness can be freely changed. Will be.
  • the second manifold 11 is provided with a plurality of inlets 27 (inflows 27a to 27d) of the coating liquid 3 over the width direction as shown in FIG. 2, and the coating liquid 3 is passed through the inlets 27. It is filled in the manifold 11 of 2.
  • the direction in which the coating liquid 3 flows to the base material 2 through the discharge port 18 is set to the horizontal direction, but the direction is not necessarily limited to this and can be changed as appropriate. For example, it may be in the upward direction or in the downward direction, and can be set in any direction.
  • the supply means 20 includes a tank 22 that stores the coating liquid 3, a first flow path 21 that is connected to the tank 22 and serves as a flow path for supplying the coating liquid 3 toward the die 10, and a tank 22. It has a pump 23 for supplying the coating liquid 3 inside to the die 10 through the first flow path 21.
  • a manifold member 7 having a first manifold 6 which is a substantially columnar space for storing the coating liquid 3 for a long time in one direction is provided between the supply means 20 and the second manifold 11 in the flow of the coating liquid 3.
  • the longitudinal direction of the first manifold 6 is the same as the longitudinal direction of the die 10 and the second manifold 11 (that is, the width direction TD), and the respective manifold sizes (cross-sectional areas) are different.
  • the second manifold 11 is smaller than the first manifold 6, but the roles of the second manifold 11 are different, so the size relationship does not generally apply to this.
  • the first manifold 6 is a manifold for evenly supplying a plurality of adjusting portions 30 arranged in the width direction of the die 10 from the pump 23, and is preferably as large as possible.
  • the second manifold 11 arranged on the downstream side of the adjusting unit 30 has a function for adjusting the film thickness amount in the width direction, the coating liquid supply amount, supply speed, thickness, and adjusting unit An appropriate size is required depending on the adjustment amount. Further, the second manifold 11 does not necessarily communicate with the width direction, and may be divided into a plurality of parts in the width direction.
  • An inflow port 25 is provided at a predetermined position (central portion in the present embodiment) of the first manifold 6, and the coating liquid 3 supplied from the supply means 20 via the inflow port 25 is the first manifold. 6 is filled.
  • a plurality of outlets 26 (outlets 26a to 26d) of the coating liquid 3 are provided in the longitudinal direction of the first manifold 6.
  • the outlets 26a to 26d of the first manifold 6 and the inlets 27a to 27d of the second manifold 11 are connected to each other via a pipe or the like to form a flow path for the coating liquid 3.
  • these flow paths are referred to as second flow paths 24, and in the present embodiment, as shown in FIG. 2, four second flow paths are provided between the first manifold 6 and the second manifold 11. (Second flow paths 24a to 24b) are formed.
  • the first manifold 6 is arranged in the vicinity of the die 10, and as described above, the longitudinal direction of the first manifold 6 is parallel to the width direction of the die 10.
  • the lengths of the pipes forming the second flow paths 24 are relatively short, and the lengths of the second flow paths 24 are equal to each other.
  • the length of each pipe connecting the first manifold 6 and the die 10 is 30 mm to 300 mm.
  • the pressure losses in the pipes forming the second flow paths 24 are substantially equal to each other.
  • an adjusting unit 30 for adjusting the flow rate of the coating liquid 3 flowing through the second flow path 24 is provided outside the die 10 in the middle of at least one second flow path 24.
  • adjustment units 30 adjustment units 30a to 30d
  • second flow paths 24a to 24b are provided in all the second flow paths 24 (second flow paths 24a to 24b).
  • the adjusting portions 30a to 30d adjust the flow rate of the coating liquid 3 to the second manifold 11 in the width direction TD.
  • the distribution of the inflow of 3 is adjusted. Thereby, the discharge amount distribution of the coating liquid from the discharge port 18 in the width direction TD is adjusted.
  • the adjusting unit 30 is a valve whose opening degree of the valve can be adjusted by electric control, and has a function of adjusting the flow rate of the coating liquid 3 passing through itself.
  • the adjusting unit 30 may adjust the pressure of the coating liquid 3 passing through itself.
  • the coating device 1 is provided with a sensor 36 that measures the film thickness of the coating liquid 3 coated on the base material 2 (see FIG. 1).
  • a plurality of sensors 36 may be provided along the width direction.
  • the sensor 36 is a non-contact type, and the film thickness of the coating liquid 3 on the base material 2 can be measured at a plurality of locations along the width direction or over the entire length of the TD in the width direction, and the measurement result is the coating.
  • It is output to the control device (computer) 37 included in the device 1.
  • the control device 37 performs feedback control based on the measurement result from the sensor 36, and the opening degrees of the adjusting units 30a to 30d are adjusted independently of each other. That is, the control device 37 outputs a control signal to each of the adjusting units 30a to 30d according to the measurement result of the film thickness of the coating liquid 3, and adjusts the opening degree of each of the adjusting units 30a to 30d.
  • the intermittent supply unit 40 that intermittently supplies the coating liquid 3 between the tank 22 and the first flow path 21, that is, in the supply path of the coating liquid 3 to the first flow path 21.
  • the coating liquid 3 can be intermittently applied to the base material 2.
  • the intermittent supply unit 40 has a supply valve 41, and the position of the valve body 42 provided inside the supply valve 41 changes due to the operation of the shaft by the air cylinder 43, so that the flow of the coating liquid 3 flows. Two states, an open state for forming a path and a closed state for blocking the flow path of the coating liquid 3, are switched and controlled.
  • the coating liquid 3 is discharged from the discharge port 18 of the die 10 to start coating, and when the supply valve 41 is closed, the coating liquid 3 is applied to the die 10.
  • the supply of the coating liquid 3 is interrupted and the coating of the coating liquid 3 on the base material 2 is interrupted. That is, the coating film is intermittently formed on the base material 2 by controlling the operation of the air cylinder 43 to control the position of the valve body 42 and repeating the open state and the closed state of the supply valve 41.
  • the intermittent supply unit 40 has a return valve 44 in front of the supply valve 41, and returns while the valve body 42 of the supply valve 41 is in the closed state and the supply of the coating liquid 3 to the die 10 is interrupted.
  • the valve body 45 of the valve 44 is opened, the coating liquid 3 is collected in the tank 22.
  • the valve body 42 of the supply valve 41 is in the open state and the coating liquid 3 is being supplied to the die 10, the valve body 45 of the return valve 44 is in the closed state.
  • the valve body 45 is driven by an air cylinder 46.
  • the coating device 1 is provided with an adjusting portion 30 in a second flow path 24 arranged and connected in a plurality of arrangements in the longitudinal direction (width direction of the die 10) of the second manifold 11.
  • feedback control based on the measurement result from the sensor 36 is performed for each adjusting unit 30, and the flow rate of the coating liquid 3 flowing into the second manifold 11 from each inflow port 27 is adjusted to adjust the width.
  • the coating liquid 3 can be accurately adjusted so that the coating liquid 3 can be accurately discharged from the slit 12 of the die 10.
  • the coating liquid 3 since the coating liquid 3 is not discharged and returned to the tank 22, the coating liquid 3 is separated when the coating liquid 3 is a slurry used for manufacturing the battery electrode plate. The liquid 3 does not get mixed in the tank 22, and a high-quality coating film can be formed on the base material 2. Further, unlike the form in which a part of the coating liquid 3 is discharged from the die 10, the total flow rate of the coating liquid 3 supplied from all the second flow paths 24 to the second manifold 11 is not changed. Since the flow rate in the second flow path 24 can be adjusted, the coating liquid 3 having a predetermined flow rate can be stably applied to the base material 2.
  • the first manifold 6 is arranged, and once the coating liquid 3 is stored in the first manifold 6, the second flow rate is reached.
  • the coating liquid 3 By the inflow of the coating liquid 3 into the passage 24, it is possible to send the coating liquid 3 at a substantially uniform flow rate to each second flow path 24 via each outlet 25, and the opening range of the valve.
  • the adjusting unit 30 has no robustness, its performance can be fully utilized. Thereby, in order to form a coating film having a predetermined shape on the base material 2 in the width direction, the coating liquid 3 can be adjusted more accurately so that the coating liquid 3 can be discharged accurately from the slit 12 of the die 10.
  • the first manifold 6 is arranged in the vicinity of the die 10 so that the longitudinal direction of the first manifold 6 is the same as the longitudinal direction of the second manifold 11, and the connecting portion between the first manifold 6 and the second flow path 24 Since a certain outlet 26 is arranged in the longitudinal direction of the first manifold 6, it is easy to design so that the lengths of the plurality of second flow paths 24 are equal to each other. Since the lengths of the plurality of second flow paths 24 are equal to each other, the pressure loss in the piping forming the second flow path 24 becomes uniform, and the pressure loss in the width direction of the coating liquid 3 flowing into the second manifold 11 becomes equal. The flow rate distribution can be easily adjusted.
  • the supply path of the coating liquid 3 to the first flow path 21 includes an intermittent supply unit 40 for intermittently supplying the coating liquid 3, so that the coating film has a uniform thickness in the width direction. Can be intermittently applied to the base material 2.
  • the adjusting unit 30 is not limited to the electric control method, and may be one that manually adjusts the opening degree.
  • this manual adjustment unit 30 the operator determines the optimum opening degree of each adjustment unit 30 based on the measurement result of the film thickness of the coating film on the base material 2 by the sensor 36, and the adjustment unit 30 is used.
  • the opening degree of 30 may be adjusted manually.
  • the first manifold 6 is also configured inside the die 10, and the second flow connecting the first manifold 6 and the second manifold 11 is connected.
  • the road 24 is also configured inside the die 10.
  • the configuration is more complicated than that of the die 10 shown in FIGS. 1 to 3, but the flow path connected to the die 10 is only the first flow path 21, and the piping structure up to the die 10 is formed. It is possible to prevent complication.
  • the adjusting unit 30 is electrically controlled and is arranged inside the die 10.
  • the electrical wiring 31 connected to the pipe 30 is drawn out of the die 10 and is electrically connected to a control device 37 (not shown).
  • a control device 37 not shown.
  • the adjusting portion 30 has a displacement portion 32 that changes the opening area of the second flow path 24 according to the change in the coating liquid flow rate.
  • the displacement portion 32 is provided in the middle of the second flow path 11, and may be, for example, a needle valve or a handle of a valve whose opening degree is manually adjusted.
  • the coating device of the present invention is not limited to the form described above, and may be another form within the scope of the present invention.
  • the lengths of the plurality of second channels do not necessarily have to be uniform, and the longitudinal direction of the first manifold provided outside the die is not necessarily one with the longitudinal direction of the die and the second manifold. You don't have to do it.
  • the adjusting portion is provided in the middle of all the second flow paths, but the adjusting portion may not be provided in some of the second flow paths.
  • one of the plurality of second flow paths may not be provided with an adjustment.
  • supply valve 41 and the return valve 44 forming the intermittent supply unit 40 are not limited to air drive, and may be, for example, motor drive.
  • the present invention can be widely applied to a coating device that coats a coating liquid on a base material.

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Abstract

品質が良く厚さが均一な塗膜を塗工することが可能な塗工装置を提供する。具体的には、ダイ１０へ向けて塗液を供給する塗液３を供給する流路である第１の流路２１と、第１の流路２１と連結し、第１の流路２１から流入する塗液３を溜める第１のマニホールド６と、第１のマニホールド６と連結した複数の第２の流路２４と、第２の流路２４およびスリット１２に連結し、前記幅方向に長く、第２の流路２４から流入する塗液３を溜める第２のマニホールド１１と、少なくとも一つの第２の流路２４の途中に設けられ、第２の流路２４を流れる塗液３の流量を調節する調節部３０と、を備える。

Description

塗工装置
　本発明は、基材に塗工膜を塗工する塗工装置、及び塗工方法に関するものである。
　ロールツーロールで送られる基材に、スラリーをダイの吐出口から塗工して塗膜を形成し、電池の極板等を製造することが行われている。基材上に形成される塗膜の厚さは、例えば電池の場合、電池の充放電量に直接影響を与えることから、基材に塗工する塗液（スラリー）の膜厚管理は非常に重要となる。つまり、塗液は、基材の幅方向及び送り方向に沿って均一な厚さで塗工される必要がある。
　特許文献１には、排出ポート（調整部）を設けることにより、塗液の吐出作業を長時間継続して行っていても、基材上に形成される塗膜層の厚さを均一にする構成が記載されている。
　特許文献１：特開２０１５－９７１９８号公報
　しかしながら、特許文献１記載の塗工装置では、ダイ内部でスラリーに圧力が印加されることでスラリーが分離しやすい。そのため、排出ポートから排出したスラリーをタンクに戻して再利用し、スラリーを効率的に使用する場合に、塗膜の品質に影響を与えるおそれがあるという問題があった。
　本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、品質が良く厚さが均一な塗膜を塗工することが可能な塗工装置を提供することを目的としている。
　上記の課題を解決するために本発明の塗工装置は、ダイに設けられた幅方向に長いスリットから塗液を吐出し、基材に塗膜を形成する塗工装置であり、前記ダイへ向けて塗液を供給する塗液を供給する流路である第１の流路と、前記第１の流路と連結し、前記第１の流路から流入する塗液を溜める第１のマニホールドと、前記第１のマニホールドと連結した複数の第２の流路と、前記第２の流路および前記スリットに連結し、前記幅方向に長く、前記第２の流路から流入する塗液を溜める第２のマニホールドと、少なくとも一つの前記第２の流路の途中に設けられ、前記第２の流路を流れる塗液の流量を調節する調節部と、を備えることを特徴としている。
　上記塗工装置によれば、品質が良く厚さが均一な塗膜を塗工することができる。具体的には、第１のマニホールドを有し、また、第２の流路に調節部が設けられていることにより、幅方向に対して基材に均一な塗膜を形成するためにダイのスリットから塗液が精度良く吐出できるよう、第２のマニホールドに流入する塗液の幅方向の流量分布を精度良く調節することができる。また、塗液を排出してタンクへ戻すことが無いため、品質が良い塗膜を形成することができる。
　また、前記第１のマニホールドおよび前記調節部は、前記ダイの外部に設けられていると良い。
　こうすることにより、ダイの構成が複雑化することを防ぐことができる。
　また、前記第１のマニホールドおよび前記調節部の少なくとも塗液の流路部分は、前記ダイの内部に設けられていると良い。
　こうすることにより、ダイまでの配管構造が複雑化することを防ぐことができる。
　また、複数の前記第２の流路の長さは、互いに等しいことが好ましい。
　こうすることにより、第２のマニホールドに流入する塗液の幅方向の流量分布の調節が容易となる。
　また、前記第１のマニホールドは一方向に長く、複数の前記第２の流路と前記第１のマニホールドとの連結部は、前記第１のマニホールドの長手方向に配列されていると良い。
　こうすることにより、各々の第２の流路の長さを容易に調節することができる。
　また、前記第１の流路への塗液の供給経路には、塗液を間欠的に供給する間欠供給部を有していると良い。
　こうすることにより、幅方向の厚さが均一な塗膜を間欠的に基材へ塗工することができる。
　また、塗液は、電池用極板の製造用のスラリーであると良い。
　電池用極板の製造用のスラリーは分離しやすいため、ダイへ供給した塗液の一部をタンクへ戻すことが無い本発明の塗工装置が好適に用いられる。
　本発明の塗工装置によれば、品質が良く厚さが均一な塗膜を塗工することができる。
本発明の一実施形態における塗工装置の概略構成を説明する図である。 図１のａ矢視の断面図である。 （ａ）は、図１のｂ矢視の断面図であり、（ｂ）は、シム板の平面図である。 本発明の他の実施形態を説明する図である。
　本発明の一実施形態における塗工装置１について、図１～図３を参照して説明する。図１は、本実施形態における塗工装置の概略構成を説明する図である。図２は、図１のａ矢視の断面図である。図３は、（ａ）は、図１のｂ矢視の断面図であり、（ｂ）は、シム板１５の平面図である。
　塗工装置１は、ロールツーロールで送られる基材２に、塗液３を塗工するための装置である。塗液３は、基材２の送り方向ＭＤに沿って均一な厚さ（均一な塗工量）で塗工される。なお、基材２の幅方向ＴＤは、基材２の送り方向ＭＤに直交する方向であり、図１におけるＹ軸方向がこれに相当する。
　塗工装置１は、基材２の幅方向に沿って長く構成されたダイ１０と、このダイ１０に塗液３を供給する供給手段２０とを備えている。ダイ１０において、その長手方向（図１におけるＹ軸方向）を幅方向ＴＤといい、基材２の幅方向ＴＤと同じである。この塗工装置１では、ダイ１０に対向するローラ５が設置されており、ダイ１０の幅方向ＴＤとローラ５の回転中心線の方向とは平行である。基材２は、このローラ５に案内され、基材２とダイ１０（後述のスリット１２の先端）との間隔（隙間）が一定に保たれ、この状態で塗液３の塗工が行われる。
　また、本実施形態における塗液３は、電池用極板の製造用のスラリーであり、溶媒内に活物質、バインダー、および導電助剤が分散している。なお、本実施形態では、ダイ１０から吐出されるスラリーとして、粘度が数千から数万ｃＰ（剪断速度＝１の場合）のものが採用される。
　ダイ１０は、先細り形状である第一リップ１３ａを有する第一分割体１３と、先細り形状である第二リップ１４ａを有する第二分割体１４とを、これらの間にシム板１５を挟んで、組み合わせた構成からなる。図２は、図１のａ矢視の断面図である。図３（ａ）は、図１のｂ矢視の断面図であり、シム板１５を、図３（ｂ）に示している。ダイ１０は、その内部に、幅方向ＴＤに長い略円柱状の空間からなる塗液３を溜めるための第２のマニホールド１１と、この第２のマニホールド１１と繋がるスリット１２とが形成され、また、第一リップ１３ａと第二リップ１４ａとの間には、スリット１２の解放端である吐出口１８が形成されている。すなわち、第２のマニホールド１１と吐出口１８とは、スリット１２を経由して繋がっている。
　スリット１２は、第２のマニホールド１１と同様に幅方向ＴＤに長く形成されており、スリット１２の幅方向寸法は、シム板１５の内寸Ｗ（図３（ｂ）参照）によって決定され、スリット１２の幅方向寸法と略同一の幅方向寸法の塗液３を、基材２上に塗工することができる。スリット１２の隙間寸法（高さ寸法）は、例えば０．４～１．５ｍｍである。本実施形態では、スリット１２の隙間方向が上下方向であり、幅方向が水平方向となる姿勢でダイ１０は設置されている。つまり、第２のマニホールド１１とスリット１２とが水平方向に並んで配置される姿勢でダイ１０は設置されている。したがって、第２のマニホールド１１に溜められている塗液３をスリット１２および吐出口１８を通じて基材２へと流す方向は水平方向となる。
　なお、シム板１５の厚さを変更することにより、第２のマニホールド１１内部の圧力（塗工圧力）を調整することができ、この調整によって、塗工膜厚を自由に変更する事が可能となる。
　また、第２のマニホールド１１には、図２に示す通り幅方向にわたって複数の塗液３の流入口２７（流入口２７ａ乃至２７ｄ）が設けられ、この流入口２７を介して塗液３が第２のマニホールド１１内に充填される。
　また、本実施形態においては、塗液３が吐出口１８を通じて基材２へと流れる方向を水平方向としたが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、上方向としてもよいし、下方向としてもよく、任意の方向に設定することができる。
　供給手段２０は、塗液３を貯留しているタンク２２と、タンク２２に接続されダイ１０へ向けて塗液３を供給する流路となるパイプである第１の流路２１と、タンク２２内の塗液３を第1の流路２１を通じてダイ１０へ供給するためのポンプ２３と、を有している。
　塗液３の流れにおける供給手段２０と第２のマニホールド１１の間には、一方向に長く塗液３を溜める略円柱状の空間である第１のマニホールド６を有するマニホールド部材７が設けられている。また、本実施形態では、第１のマニホールド６の長手方向は、ダイ１０、第２のマニホールド１１の長手方向（すなわち幅方向ＴＤ）と同一の方向であり、それぞれのマニホールドサイズ（断面積）は、おおよそ第１のマニホールド６よりも第２のマニホールド１１の方が小さいが、それぞれの役割が異なる為、一概に大小サイズの関係はこれに当てはまらない。第1のマニホールド６はポンプ２３からダイ１０の幅方向に複数配列しているそれぞれの調整部３０に対して均等に供給する為のマニホールドであってできる限り大きい方が好ましい。
　一方、調整部３０より下流側に配置されている第２のマニホールド１１は幅方向の膜厚量調整の為の機能を有している為、塗液供給量、供給速度、厚み、調整部の調整量により適切なサイズが求められる。また、第２のマニホールド１１は幅方向に対して必ずしも連通している訳では無く、幅方向に複数分割されている場合もある。
　第１のマニホールド６の所定箇所（本実施形態では中央部）には、流入口２５が設けられており、この流入口２５を介して供給手段２０から供給された塗液３が第1のマニホールド６内に充填される。
　第１のマニホールド６の長手方向には、図２に示す通り複数の塗液３の流出口２６（流出口２６ａ乃至２６ｄ）が設けられている。第１のマニホールド６の流出口２６ａ乃至２６ｄと第２のマニホールド１１の流入口２７ａ乃至２７ｄはそれぞれパイプなどを介して連結されており、塗液３の流路を形成している。本発明では、これらの流路を第２の流路２４と呼び、本実施形態では、図２に示す通り第１のマニホールド６と第２のマニホールド１１の間に４本の第２の流路（第２の流路２４ａ乃至２４ｂ）が形成されている。
　また、本実施形態では、第１のマニホールド６はダイ１０の近傍に配置されており、また、上述の通り第１のマニホールド６の長手方向は、ダイ１０の幅方向と平行である。これにより、各第２の流路２４を形成する配管の長さは比較的短く、また、各第２の流路２４の長さは互いに等しくなっている。具体的には、第１のマニホールド６とダイ１０とをつなぐ各配管の長さは３０ｍｍ～３００ｍｍである。これにより、各第２の流路２４を形成する配管における圧力損失は互いに略等しくなる。
　ここで、少なくとも一つの第２の流路２４の途中でありダイ１０の外部には、その第２の流路２４を流れる塗液３の流量を調節する調節部３０が設けられている。本実施形態では、図２に示す通り全ての第２の流路２４（第２の流路２４ａ乃至２４ｂ）に調節部３０（調節部３０ａ乃至３０ｄ）が設けられている。これら調節部３０ａ乃至３０ｄによって第２の流路２４ａ乃至２４ｄの終端である流出口２６ａ乃至２６ｄにおける塗液３の流量が調節されることにより、幅方向ＴＤにおける第２のマニホールド１１への塗液３の流入量の分布が調節される。これにより、幅方向ＴＤにおける吐出口１８からの塗液の吐出量分布が調節される。
　調節部３０は、本実施形態では、電気制御により弁の開度が調節可能なバルブであり、自身を通過する塗液３の流量を調整する機能を有している。なお、調節部３０は、自身を通過する塗液３の圧力を調整してもよい。
　塗工装置１には、基材２上へ塗工した塗液３の膜厚を測定するセンサ３６を備えている（図１参照）。センサ３６は、幅方向に沿って複数設けられていてもよい。センサ３６は、非接触式であり、基材２上の塗液３の膜厚を、幅方向に沿って複数カ所、又は、幅方向ＴＤの全長にわたって計測可能であり、計測結果は、塗工装置１が備えている制御装置（コンピュータ）３７に出力される。制御装置３７はセンサ３６からの計測結果に基づくフィードバック制御を行い、調節部３０ａ乃至３０ｄの開度が互いに独立して調整される。つまり、塗液３の膜厚の計測結果に応じて、制御装置３７は、調節部３０ａ乃至３０ｄそれぞれに対して制御信号を出力し、調節部３０ａ乃至３０ｄのそれぞれの開度を調整する。
　また、本実施形態では、タンク２２と第１の流路２１の間、すなわち第１の流路２１への塗液３の供給経路には、塗液３を間欠的に供給する間欠供給部４０が設けられており、図１に示すように塗液３を基材２に間欠的に塗工することが可能である。具体的には、間欠供給部４０は供給バルブ４１を有し、供給バルブ４１の内部に設けられた弁体４２の位置がエアシリンダ４３によるシャフトの動作によって変化することにより、塗液３の流路を形成する開状態と塗液３の流路を遮断する閉状態との２つの状態が切り替え制御される。ここで、供給バルブ４１が開状態になった時にダイ１０の吐出口１８から塗液３が吐出されて塗工が開始し、供給バルブ４１が閉状態になった時にダイ１０への塗液３の供給が途切れて基材２上の塗液３の塗工が中断される。すなわち、エアシリンダ４３の動作を制御して弁体４２の位置を制御し、供給バルブ４１の開状態と閉状態とを繰り返すことにより、基材２に間欠的に塗工膜が形成される。
　また、間欠供給部４０は供給バルブ４１の手前にリターンバルブ４４を有し、供給バルブ４１の弁体４２が閉状態であってダイ１０への塗液３の供給が中断されている間、リターンバルブ４４の弁体４５が開状態となることにより、塗液３はタンク２２へ回収される。また、供給バルブ４１の弁体４２が開状態であってダイ１０へ塗液３が供給されている間、リターンバルブ４４の弁体４５は閉状態となっている。この弁体４５の駆動は、エアシリンダ４６によって行われる。
　以上の形態を有する塗工装置１による効果を以下に示す。
　塗工装置１は、第２のマニホールド１１の長手方向（ダイ１０の幅方向）に複数配列、接続された第２の流路２４に調節部３０が設けられている。これにより、たとえばセンサ３６からの計測結果に基づくフィードバック制御を各調節部３０に対して行い、それぞれの流入口２７から第２のマニホールド１１に流入する塗液３の流量を調節することによって、幅方向に対して基材２に所定の形状（たとえば均一な膜厚の）塗膜を形成するためにダイ１０のスリット１２から塗液３が精度良く吐出できるよう、精度良く調節することができる。また、この塗工装置１では、塗液３を排出してタンク２２へ戻すことが無いため、塗液３が電池用極板の製造に用いるスラリーである場合などに、分離してしまった塗液３がタンク２２内に混入することがなく、品質が良い塗膜を基材２上に形成することができる。また、塗液３の一部をダイ１０から排出する形態と異なり、全ての第２の流路２４から第２のマニホールド１１へ供給される塗液３の流量の合計を変化させずにそれぞれの第２の流路２４における流量を調節することができるため、所定の流量の塗液３を基材２に対して安定して塗工することができる。
　また、第１の流路２１が複数の第２の流路２４に分岐されるにあたり第１のマニホールド６が配置され、一度第１のマニホールド６に塗液３が溜められてから第２の流路２４に塗液３が流入することにより、略均等の流量の塗液３を各流出口２５を介して各第２の流路２４に送液することが可能であり、弁の開度範囲にロバスト性が無い調節部３０であってもその性能を最大限活用することができる。これによって、幅方向に対して基材２に所定の形状の塗膜を形成するためにダイ１０のスリット１２から塗液３が精度良く吐出できるよう、さらに精度良く調節することができる。
　また、第１のマニホールド６の長手方向が第２のマニホールド１１の長手方向と同じとなるようにダイ１０の近傍に配置され、第１のマニホールド６と第２の流路２４との連結部である流出口２６が第１のマニホールド６の長手方向に配列されていることにより、複数の前記第２の流路２４の長さが互いに等しくなるよう、設計することが容易である。複数の前記第２の流路２４の長さが互いに等しいことにより、第２の流路２４を形成する配管における圧力損失が均等となり、第２のマニホールド１１に流入する塗液３の幅方向の流量分布の調節が容易となる。
　また、第１の流路２１への塗液３の供給経路には、塗液３を間欠的に供給する間欠供給部４０を有していることにより、幅方向の厚さが均一な塗膜を間欠的に基材２へ塗工することができる。
　ここで、調節部３０は電気制御方式に限らず手動で開度を調節するものであっても良い。この手動方式の調節部３０を使用する場合、センサ３６による基材２上の塗膜の膜厚の計測結果に基づいて、それぞれの調節部３０の最適な開度をオペレータが判断し、調節部３０の開度を手動で調節しても良い。
　次に、本発明における他の実施形態の塗工装置１、特にダイ１０について、図４（ａ）および（ｂ）を用いて説明する。
　図４（ａ）および（ｂ）に示すダイ１０では、第１のマニホールド６もダイ１０の内部に構成されており、第１のマニホールド６と第２のマニホールド１１とを連結する第２の流路２４もダイ１０の内部に構成されている。
　このようなダイ１０の場合、図１乃至３で示すダイ１０よりも構成が複雑化するが、ダイ１０に接続される流路は第１の流路２１のみとなり、ダイ１０までの配管構造が複雑化することを防ぐことができる。
　図４（ａ）に示すダイ１０では、調節部３０は電気制御されるものであり、ダイ１０の内部に配置されている。そして、配管３０と接続される電気配線３１がダイ１０の外部に引き出されており、図示しない制御装置３７と電気的に接続されている。これにより、ダイ１０の内部に配置された調節部３０の弁の開度をダイ１０の外部から電気制御することができる。
　一方、図４（ｂ）に示すダイ１０では、調節部３０は塗液流量の変化にともなって第２の流路２４の開口面積を変化させる変位部３２を有している。変位部３２は第２の流路１１の途中に有しており、たとえばニードルバルブであっても良く、手動で開度の調節が行われるバルブのハンドルであっても良い。
　以上の塗工装置により、品質が良く厚さが均一な塗膜を塗工することが可能である。
　ここで、本発明の塗工装置は、以上で説明した形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。たとえば、複数の第２の流路の長さは必ずしも均一でなくても良く、また、ダイの外部に設けられた第１のマニホールドの長手方向は必ずしもダイおよび第２のマニホールドの長手方向と一致していなくても構わない。
　また、上記の説明では、全ての第２の流路の途中に調節部が設けられているが、一部の第２の流路には調節部が設けられていなくても良い。たとえば、複数ある第２の流路のうち１本の第２の流路には調節が設けられていなくても良い。
　また、間欠供給部４０を形成する供給バルブ４１およびリターンバルブ４４はエア駆動に限らず、たとえばモータ駆動であっても構わない。
　本発明は、基材に塗液を塗工する塗工装置に幅広く適用することができる。
　１　塗工装置
　２　基材
　３　塗液
　５　ローラ
　６　第１のマニホールド
　７　マニホールド部材
　１０　ダイ
　１１　第２のマニホールド
　１２　スリット
　１８　吐出口
　２０　供給手段
　２１　第１の流路
　２２　タンク
　２３　ポンプ
　２４　第２の流路
　２５　流入口
　２６　流出口
　２６ａ　流出口
　２６ｂ　流出口
　２６ｃ　流出口
　２６ｄ　流出口
　２７　流入口
　２７ａ　流入口
　２７ｂ　流入口
　２７ｃ　流入口
　２７ｄ　流入口
　２８　流出口
　３０　調整部
　３１　電気配線
　３２　変位部
　３６　センサ
　３７　制御装置
　４０　間欠供給部
　４１　供給バルブ
　４２　弁体
　４３　エアシリンダ
　４４　リターンバルブ
　４５　弁体
　４６　エアシリンダ

Claims (6)

  1. 　ダイに設けられた幅方向に長いスリットから塗液を吐出し、基材に塗膜を形成する塗工装置であり、
    　前記ダイへ向けて塗液を供給する流路である第１の流路と、
    　前記第１の流路と連結し、前記第１の流路から流入する塗液を溜める第１のマニホールドと、
    　前記第１のマニホールドと連結した複数の第２の流路と、
    　前記第２の流路および前記スリットに連結し、前記幅方向に長く、前記第２の流路から流入する塗液を溜める第２のマニホールドと、
    　少なくとも一つの前記第２の流路の途中に設けられ、前記第２の流路を流れる塗液の流量を調節する調節部と、
    を備えることを特徴とする、塗工装置。
  2. 　前記第１のマニホールドおよび前記調節部は、前記ダイの外部に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の塗工装置。
  3. 　前記第１のマニホールドおよび前記調節部の少なくとも塗液の流路部分は、前記ダイの内部に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の塗工装置。
  4. 　複数の前記第２の流路の長さは、互いに等しいことを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の塗工装置。
  5. 　前記第１のマニホールドは一方向に長く、複数の前記第２の流路と前記第１のマニホールドとの連結部は、前記第１のマニホールドの長手方向に配列されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の塗工装置。
  6. 　前記第１の流路への塗液の供給経路には、塗液を間欠的に供給する間欠供給部を有していることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の塗工装置。
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