JP2007029789A - 両面塗工基材の搬送装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 電池関連部品の塗工では、銅箔、アルミ箔等の基材に対して、基材送り方向に多条で塗る、いわゆるストライプ塗工あるいは基材送り方向と垂直方向に断続的に塗る間欠塗工の両方又はいずれかを行う場合が通常である。
この場合、基材に対して塗工液は基材全面に塗らず、基材の両端は非塗工部となる。この非塗工部を、塗工直後付近で把持し、基材を緊張させることによりバタツキを抑えることが有効である。
【解決手段】 本発明では、塗工直後付近にて、連続して流れる基材に対してその両端を常に把持し、且つその緊張状態を維持するように制御することを特徴とする。
【選択図】 図４
この場合、基材に対して塗工液は基材全面に塗らず、基材の両端は非塗工部となる。この非塗工部を、塗工直後付近で把持し、基材を緊張させることによりバタツキを抑えることが有効である。
【解決手段】 本発明では、塗工直後付近にて、連続して流れる基材に対してその両端を常に把持し、且つその緊張状態を維持するように制御することを特徴とする。
【選択図】 図４
Description
二次電池、燃料電池等の電極等に代表される両面塗工基材に対する両面塗工装置乾燥設備に関する。
二次電池や燃料電池の電極等に代表される塗工基材では、表裏両面に活物質を塗工する必要があるが、従来、表面を塗工し、乾燥後、あらためて裏面に塗工し乾燥させる逐次両面塗工方式が主流であった。該方式では、表裏の塗工面を形成するのに、２回に渡り塗工乾燥工程を経る必要があり生産性の向上に限界がある。そこで、塗工時に表裏両面をほぼ同時に塗り、乾燥工程を経て巻取る両面同時塗工方式の試みが成されている。このとき、乾燥工程に入る前は、当然、両面とも濡れているのでロール等で支持搬送することが出来ず、フローィング方式によらざるを得ない。
このとき、連続して送られる基材の端部は、塗工点においてロール又はダイ等で支持されているが、下記「特許文献」に記載の様に、その下流部分は乾燥炉内において噴射ノズルによる気流のみで支持されており、不安定なものであった。
塗工基材を製造する製造装置において、基材の両面を同時に塗工し、乾燥させ、連続的に、基材の両面に塗工した後、乾燥機へ搬送する場合、乾燥機入り口付近では、基材両面はまだ濡れた状態であり、ロール等の安定した方法で基材を保持することが出来ず、基材がバタツキ、このバタツキによる変動が塗工点に伝達され、塗工ムラを誘因する。
特に、二次電池、燃料電池等の電池用部品に対する塗工においては、ベース基材は銅箔、又はアルミ箔等の金属で重く、且つ、塗工液も両面に塗るため塗工機材単位長さ当たりの質量が大きくなり、振動しやすいという問題があった。
電池関係の塗工では、銅箔、アルミ箔等の基材に対して、基材送り方向に多条で塗る、いわゆるストライプ塗工あるいは基材送り方向と垂直方向に断続的に塗る間欠塗工の両方又はいずれかを行う場合が通常である。
この場合、基材に対して塗工液は基材全面に塗らず、基材の両端は非塗工部となる。この非塗工部を、塗工直後付近で把持し、基材を緊張させることによりバタツキを抑えることが有効である。
そこで本発明では、塗工直後付近にて、連続して送る基材に対してその両端を常に把持し、且つその緊張状態を維持するように制御することを特徴とする。
請求項１に記載する様に、表裏面塗工完了直後の基材のバタツキを抑えるため、基材両端部の非塗工部を一対の回転体により表裏面からニップする。このとき、基材は下流から張力により引っ張られており、ニップ作用により回転体基材からの張力を受け回転する。
また、左右両側に設けられた一対の回転体は基材送り方向にそれぞれ方向が変わるように構成されており、実際の設置状態としては、二組のニップ回転体は下流方向へ進むにつれ「ハの字」型に設定されている。これにより回転体は基材張力により回転力を受け、逆に基材は基材送り方向及び基材幅方向に分力を受ける。
結果的に、基材に幅方向の緊張状態が付加され、塗工点付近の基材のバタツキが防止され、塗工ムラ等の欠点を防止できる様になっている。さらに、長時間本把持機構を作用させると基材の蛇行に対して追随できず、把持点が基材から離れる可能性がある。従い、回転体の方向を基材送り方向に対して可変に制御することにより、基材の送り方向を軌道修正し、把持点から離脱しない様にした。
請求項１に記載の発明によれば、確かに基材幅方向の緊張状態が付加され一定の効果は得られる。
しかし、塗工厚みが厚くなる条件が変わった場合には、軸方向の緊張状態を増加するためには、下流側の張力を上げる等の受動的な方法によらねばならず、基材の破れ等、その他の問題を誘発する可能性がある。
そこで、請求項２に記載する様に、当該一対のロールを基材両側のそれぞれについて複数個連続的に配置しチェーン等によりリンクし、順次ガイドすることによって、循環する様に構成する。
さらにこれらの循環ラインを駆動することにより、それぞれのロールによるニップ点が移動する。このニップ点の移動速度は基材走行速度に同期制御させることも出来るし、静止して使用すれば、請求項１に記載の発明と同様の用い方も出来る。
さらに、基材速度より速い速度で移動させると、その相対速度差の分だけ基材は下流方向に張力を付加させることになる。また、このとき同時に連続するローラ列を請求項１における場合と同様に、若干「ハの字」型に設定することにより、その力の制御も出来る。
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明に比べ、より基材緊張状態を保つ力の制御が容易であるが、対となっているニップロールは、ニップ力によりある程度回転方向の抵抗は生じるが、基材の突然の張力変動、あるいはライン制御の過渡的な張力変動により、予定外の回転を強いられる場合が生じる可能性があり、その影響によって、当然、基材の緊張状態にも変動が生じる。
さらに、請求項３に記載する様に、回転体の軸受け部を有さない同型の円筒形の部材に交換することにより、基材を十分にニップした状態で基材を連続的に把持でき、基材の破断応力の範囲内で、ニップ点周辺の張力変動に影響されずに塗工部周辺の基材に安定した緊張状態を与えることができる。
塗工基材への塗工工程において塗工直後付近にて、連続して送る基材に対してその両端を常に把持し、且つその緊張状態を維持するように制御することにより、両面塗工基材の両面塗工直後の基材のバタツキを防止し、塗工面形成時においての阻害要因の影響を軽減することが可能となる。
本発明の概容を示す為に、図１を用いて本発明の両面塗工機構１に関して説明し、本発明の課題である把持手段２０の設置位置について説明する。図１は両面塗工機構の主用部分の機構を表す側面図である。それは、二次電池、燃料電池等で用いられる基材に両面塗工を施し、その塗工装置２を経て塗工が完了した直後の下流位置、すなわち、塗工完了後乾燥機に引き入れる前の両面塗工装置と乾燥機との間にて、高速にて両面塗工を施し乾燥機の複数からなる上下噴射ノズルを経過して乾燥完了後巻き上げる為の引張り力との間の上下面非接触で搬送される部分において、特に、両面塗工直後の位置において、基材自身にローラなどでの位置固定機構が使用できない為、いわゆる基材のバタツキを生じてしまう。
本発明では、上記バタツキ現象を食い止め、両面塗工機構を通じて両面塗工された基材の塗工むらなどを防ぐ為、両面塗工機構１と乾燥機３との間に本発明の把持手段２０を設ける。当該把持手段について、両面塗工の為、基材をロール等で保持することが出来ないので、基材の両端をニップしながら、把持する把持手段２０について実施例として下記説明する。
発明を実施するための最良の形態に関する明細欄において、図１を用いて把持手段２０の推奨する設置位置を示したが、請求項１に示した本発明におけるその最も基本構成の把持手段２０について、図２を用いて説明する。
図２は図１で示した把持手段２０の設置位置において設置する把持手段２０の基本構成の正面図と側面図である。把持手段２０は、すでに両面塗工を施された基板７を搬送する塗工ヘッドの表面ダイヘッド５と裏面ダイヘッド６を経過した後の下流側と乾燥機との間に設けられ、その機構は、基材の幅方向に両端を支えるフレームに取りつけられ、且つニップバネ１２１を介して軸にベアリング１０３を保持したニップロール１０１を基材７の両端を両端の各上下のニップロール１０１でニップすることにより、両面塗工機構１の製造工程を通すに際しての裏面塗工をおこなう裏面ダイヘッド６の工程完了後の基材７のバタツキを規制し安定した両面塗工工程機能を得ることが出来た。
また、当該実施例における把持手段２０のニップロール１０１には駆動機構を持たせずに当該両面塗工機構の運転条件に伴なう基材７の搬送の下流部での引っ張り速度に沿って基材７の幅方向に引っ張り力を与える機構である。
上記実施例１の様に、ニップロール１０１に駆動機構を持たせずに、両面塗工機構の運転条件に伴なう基材７の搬送の下流部での引っ張り速度に沿って基材７の幅方向に引っ張り力を与える機構で、両面塗工機構１の製造工程を通すに際しての裏面塗工をおこなう裏面ダイヘッド６の工程完了後の基材７のバタツキを規制し安定した両面塗工工程機能を得るだけでは、該バタツキを完全に規制し、さらなる安定した両面塗工工程機能を得る検討がなされた。
従い、請求項１に記載の様に、さらにニップロール１０１による幅方向の引っ張り力が得られる機構を図３に示した。基材７の両端部における回転体からなるニップロール１０１の方向を基材７の送り方向に対して送りが進むに沿って幅方向が「ハの字」に設定することにより、さらに基材７の送りが進むに従って、基材７の幅方向の引っ張り力が増すように、ニップロール１０１を送り方向に対し、所定の広がりの角度を持たせたことにより両面塗工機構１の製造工程を通すに際しての裏面塗工をおこなう裏面ダイヘッド６の工程完了後の基材７のバタツキを規制しさらに安定した両面塗工工程機能を得ることが出来た。
上記実施例１、実施例２をさらに改良し、両面塗工機構１の製造工程を通すに際しての裏面塗工をおこなう裏面ダイヘッド６の工程完了後の基材７のバタツキを規制し安定した両面塗工工程機能を得るため、該バタツキを完全には規制し、安定した両面塗工工程機能を得る検討がなされた。
図４に示す様に、図２、図３のニップロール１０１の基材７の送り方向に対して幅方向のニップロールを基板７の両側に図に示す様に、スプロケット１２４とチェーン１２３を用いて複数のニップロール１０１を複数個設けた。図４の(イ)(ロ)に示す様に、(イ)は機材７両端の複数個のニップロール１０１を幅方向と平行に位置する様にした場合を示し、(ロ)は図３に適用した考え方に沿って複数のニップロール１０１の配置を基材７の両端部における回転体からなるニップロール１０１の方向を基材７の送り方向に対して送りが進むに沿って幅方向が「ハの字」に設定することにより、さらに基材７の送りが進むに従って、基材７の幅方向の引っ張り力が増すように、ニップロール１０１を送り方向に対し、所定の広がりの角度を持たせてある。
この図４に示す複数個のニップロール１０１を基材７の両端に、スプロケット１２４とチェーン１２３を用いて基材７の送りに沿ってニップ機構をオン・オフするにあたり、図４に示す様に両側面のニップロール１０１によるニップ力を働かせる部分にてニップバネ１２１が作用する様にセットされ、ガイドレール１２５が位置し有効な部分では、カムロール１２６が作用してニップロール１０１がリリースする様に調整されている。従い、複数個のニップロール１０１がスプロケット１２４とチェーン１２３の組み合せにより、保持手段２０が安定した両面塗工工程機能を得るため、基材７の送り方向に対し、長い距離において当該保持機構が作用し、該バタツキを完全に規制し、安定した両面塗工工程機能を得る為最適に作用する様な機構としている。
さらに、上記実施例３をさらに改良し、両面塗工機構１の製造工程を通すに際しての裏面塗工をおこなう裏面ダイヘッド６の工程完了後の基材７のバタツキを規制し安定した両面塗工工程機能を得るため、該バタツキを完全に規制し、安定した両面塗工工程機能を得る検討がなされた。
請求項３に記載する様に、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明に比べ、より基材緊張状態を保つ力の制御が容易であるが、対となっているニップロールは、ニップ力によりある程度回転方向の抵抗は生じるが、基材の突然の張力変動、あるいはライン制御の過渡的な張力変動により、予定外の回転を強いられる場合が生じる可能性があり、その影響によって、当然、基材の緊張状態にも変動が生じる。
従い、図５に示す様に、固定形ニップ部材１０２を用いることにより、基材を十分にニップした状態で基材を連続的に把持でき、基材の破断応力の範囲内で、ニップ点周辺の張力変動に影響されずに塗工部周辺の基材に安定した緊張状態を与えることができる。
基材に両面塗工する両面塗工工程において、両面塗工基材の塗工面形成時における塗工面形成を安定して実施できる。
１ 両面塗工機構
２ 両面塗工装置
３ 乾燥機
４ バックアップロール
５ 表面ダイヘッド
６ 裏面ダイヘッド
７ 基材
８ 表面塗工膜
９ 裏面塗工膜
１０ 下部噴射ノズル
１１ 上部噴射ノズル
２０ 把持手段
１０１ ニップロール
１０３ ベアリング
１２１ ニップバネ
１２２ リニアアクチュエータ
１２３ チェーン
１２４ スプロケット
１２５ ガイドレール
１２６ カムレール
１３０ 固定形ニップ部材
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Claims (3)
- 基材の両面に塗工液を連続的に塗工した後、乾燥機で溶媒を乾燥させ、塗工面を形成する塗工装置において、塗工ヘッドの下流側に、基材の両端部を連続的に表裏面から把持する１対の回転体による把持機構から構成される把持手段をそれぞれ配置し、当該両端部における１対の回転体の方向を基材送り方向に対して可変に制御することを特徴とする、両面塗工基材の搬送装置。
- 基材の表裏面から把持する１対の回転体を複数個連続的に配置し、それぞれをリンクし、循環駆動されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の両面塗工基材の搬送装置。
- 基材の表裏面から把持する１対の回転体を複数個連続的に配置し、それぞれをリンクし、循環駆動されるようにした塗工基材の搬送装置であって、当該回転体に代わり、非回転体による把持部材に交換可能に構成せしめたことを特徴とする請求項１に記載の両面塗工基材の搬送装置。
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