JP2008155073A - 塗工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が単純で、塗工速度を犠牲にすることなく、未塗工部の間隔を小さくすることができる塗工装置を提供する。
【解決手段】基材の両面に塗料を塗工する両面塗工装置は、対向して平行に配置された一対の第1ロータリースクリーン及び第2ロータリースクリーンと、第1及び第2ロータリースクリーンの間で基材を所定の速度で移動させるための手段と、第1及び第2ロータリースクリーンを基材の所定の速度に同調させて回転するための駆動機構と、第1及び第2ロータリースクリーンのそれぞれの内部に塗料を供給するためのノズル手段と、第1及び第2ロータリースクリーンのそれぞれの内部に配置され、塗料を第1及び第2ロータリースクリーンのそれぞれの開口部を通じて基材の面に押出すためのスキージ手段と、から成り、第1及び第2のロータリースクリーンの間を基材が通過する際に、第1及び第2ロータリースクリーンの回転に伴い、塗料が基材の両面に同時に塗工される。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラスチックフィルム、金属シート及び網状または多孔質の貫通孔を有する基材の両面に同時に塗料を塗布することができる塗工装置に関し、特に、間欠塗工またはパターン塗工が可能な塗工装置に関する。

基材の両面に同時に塗料を塗布する塗工装置として、ここに参考文献として組み込む特開平８−２０６５６７に記載されるような、ウエブの両側に設けられた一対のダイを利用した両面塗工装置が知られている。
特開平８−２０６５６７ このような装置では、ダイを利用した間欠塗工において、塗工部と間欠部（未塗工部）を形成する際、ダイ吐き出し口を稼働させる必要がある。その他の従来技術として、ここに参考文献として組み込む、特開平１０−７６２０９号では、間欠塗工用の液体引き戻し機構を設置し、特開２００１−３８２７６号では、間欠供給バルブによりダイ圧力を調整している。 特開平１０−７６２０９ 特開２００１−３８２７６

しかし、これらの塗工装置は、その位置調整及び塗工層端部形成の制御が複雑で、多数の可動部を有するために、各動作反応を一定以上に速くすることができず、未塗工部の間隔をある値以上に小さくすることができないという問題がある。

また、未塗工部の間隔を小さくするには、塗工速度を下げなければならず、その結果生産性が低下する点が問題であった。

さらに、装置全体の運転調整及びメンテナンスに、熟練、コスト及び時間を要していた。

本発明は、上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、パターン形成のための調整が簡便で、かつ、送液ポンプの逆転などによる塗工液流量の制御またはダイヘッド内圧の制御などの従来の複雑な制御を必要としない構造が単純な塗工装置を提供することである。

また、本発明の他の目的は、塗工速度を犠牲にすることなく、未塗工部の間隔を小さくすることができる塗工装置を提供することである。

さらに、本発明の他の目的は、メンテナンスが容易で、生産性の高い両面間欠式塗工装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係る基材の両面に塗料を塗工するための両面塗工装置は、
対向して平行に配置された一対の第1ロータリースクリーン及び第2ロータリースクリーンと、
第1及び第2ロータリースクリーンの間で基材を所定の速度で移動させるための手段と、
第1及び第2ロータリースクリーンを基材の所定の速度に同調させて回転するための駆動機構と、
第1及び第2ロータリースクリーンのそれぞれの内部に塗料を供給するためのノズル手段と、
第1及び第2ロータリースクリーンのそれぞれの内部に配置され、塗料を第1及び第2ロータリースクリーンのそれぞれの開口部を通じて基材の面に押出すためのスキージ手段と、
から成り、
第1及び第2のロータリースクリーンの間を基材が通過する際に、第1及び第2ロータリースクリーンの回転に伴い、塗料が基材の両面に同時に塗工される。

具体的には、駆動機構は、回転駆動手段と、回転駆動手段と動作的に結合した駆動ギアと、駆動ギアと噛合したアイドラーギアと、駆動ギアと噛合する第1ロータリースクリーンに結合した第1ロータリースクリーンギアと、アイドラーギアを噛合する第2ロータリースクリーンと結合した第2ロータリースクリーンギアと、から成る。

ひとつの実施例において、スキージ手段は、ブレード形状である。

他の実施例において、スキージ手段は、ロッド形状である。

本発明に係る両面塗工装置は、さらに、ロータリースクリーンの外周面上に、所定の幅及び長さを有する少なくともひとつの開口を所定の間隔で配置したパターンマスクを含む。

ひとつの実施例において、パターンマスクは、第1ロータリースクリーンと、第2ロータリースクリーンとで、同じである。

他の実施例において、パターンマスクは、第1ロータリースクリーンと、第2ロータリースクリーンとで、異なる。

以下、図面を参照しながら、本願発明の好適実施例について説明する。

図１は、本発明に係る塗工装置の塗工部を略示したものである。本発明に係る両面同時塗工可能な塗工装置の塗工ヘッドは、移動する基材6の表裏面近傍に対向して平行に配置された２つのロータリースクリーン(1,1’)と、ロータリースクリーン(1,1’)の側面にそれぞれ結合されたロータリースクリーン回転ギア(4,4’)と、ロータリースクリーン1を回転駆動させるためにロータリースクリーン回転ギア4と噛合する駆動ギア2と、駆動ギア2及びロータリースクリーン1’と噛合し駆動ギア2の回転動力をロータリースクリーン1’に伝達するためのアイドラーギア3とを含む。

ロータリースクリーンは概して円筒形であり、その外周面はメッシュ状の細孔を有する。ロータリースクリーン(1,1’)内部には、それぞれ、ブレード状のスキージ(5,5’)及び塗液供給ノズル(11,11’)が配置されている。塗液供給ノズルは、ロータリースクリーンのほぼ中央部に配置され、塗液供給ポンプ（図示せず）と結合されている。

スキージは円筒の中心軸から垂直方向に伸長した弾力性部材から成り、その先端はロータリースクリーンの内周面と当接し、適当な圧力で内周面を押圧する。スキージの位置は調整可能であり、以下で説明するように、間欠パターンの開口位置を同調させることができる。スキージの形状がブレード状の場合、ブレードの弾性が大きすぎると、両面の位置ずれが生じる恐れがあるため、弾性の小さい材質のものあるいは厚いものを使用するのが好ましい。また、スキージとしてブレード形状以外に、幅方向にたわみが生じない程度の直径を有するロッド形状であってもよい。

基材6はガイドロール9及び巻取り装置（図示せず）により塗工ラインを形成する。

塗工は以下の方法で実行される。まず、巻取り装置の起動と同時に、基材6がガイドロール9を経由して塗工ラインに沿って矢印方向に移動しはじめる。次に、ライン速度と同じ速度で駆動ギア2が回転駆動手段（図示せず）により反時計回りに回転し、これに伴って、アイドラーギア3が時計回りに回転する。それらの回転動力がロータリースクリーン回転ギア(4,4’)に伝達され、ロータリースクリーン1は時計回りに、一方ロータリースクリーン1’は反時計回りに、ライン速度と同調して回転する。続いて、塗液供給ノズル(11,11’)からそれぞれのロータリースクリーン内部に塗液10が供給される。塗液10はロータリースクリーンの回転に従い、液溜まりとなって内壁面上を回転方向に上に向かって移動し、スキージ(5,5’)によりロータリースクリーン(1,1’)の開口部から外部へ押し出される。最後に、押し出された塗液10が基材6の両面に転写され、塗工基材が得られる。

間欠塗工を行う場合には、図４に示すように、所定の幅及び長さを有する開口部12を、円周方向に複数個、所定の間隔で設けたマスク13を、ロータリースクリーンの円周外面に取り付けて使用する。開口部12の円周方向の長さを調節することにより、任意の間欠幅のパターンマスクを作成することができる。

ひとつの実施例において、ロータリースクリーン1のパターンマスク13と、ロータリースクリーン1’のパターンマスク13’とは同一であり、その場合には、基材の両面で間欠パターンは同一となる。すなわち、図２(a)及び(b)に示されるように、塗工部7及び未塗工部8のそれぞれの幅は、基材6の両面で同一である。

図５に示される他の実施例において、ロータリースクリーン1のパターンマスク13と、ロータリースクリーン1’のパターンマスク13’とは異なり、その場合には、基材の両面で間欠パターンは同一ではなくなる。すなわち、図３に示されるように、基材6の表面の塗工部7aの幅と裏面の塗工部7bの幅が異なる。

いずれの実施例においても、それぞれのパターンマスク(13,13’)は、所望のパターンが形成されるように位置合わせすることができる。例えば、基材6の両面において塗工部7の開始位置が同じになるように、パターンマスクの開口部を位置合わせしてもよく、他に、塗工部7の終了位置が同じになるように、パターンマスクの開口部を位置合わせしてもよい。未塗工部の界面形状は、基材の両面の塗工開始位置が同じ場合より、異なる場合の方が良好である。したがって、塗工開始位置が異なるようにパターンマスクの開口部を位置合わせするのが好ましい。本発明はこれらのパターンに限定されるものではなく、任意のマスクパターン及びその組み合わせを含むものである。

本発明に従う両面塗工装置を使って、塗工実験を実行したので説明する。実験に使用した塗工装置は、基材垂直型上昇方式のいわゆる竪型両面塗工装置である。ロール面長が６００ｍｍ、乾燥炉の長さが７ｍのコーターを使用し、乾燥温度を９０℃に設定した。パターン塗工用のヘッドには、図６(a)に示すような幅３００ｍｍ、リピート長約３００ｍｍのロータリースクリーンを使用した。塗工後の基材両面において、塗工部と未塗工部のそれぞれ幅、塗工部の厚さを測定した。実験条件は以下のとおりである。

（実験１）
１．ロータリースクリーン
（１）表面用ロータリースクリーン仕様
メッシュサイズ：＃１５０
パターンサイズ：塗布方向長さ（MD）２４０ｍｍ、幅方向長さ（TD）８０ｍｍ、パターンピッチ２０ｍｍ、パターン数３個
（２）裏面用ロータリースクリーン仕様
メッシュサイズ：表面用と同じ
パターンサイズ：表面用と同じ
２．基材
硬質アルミプレーン箔、厚さ３０μｍ、幅３２０ｍｍ
３．塗料
炭素粉末材料 ８５部
カーボンブラック ５部
カルボキシルメチルセルロース ３部
SBR系バインダー ７部
純水 １５０部
粘度 ３０００mPa・s
４．塗工速度：５m/min
上記条件にて、基材両面にパターン塗工を実行した。塗工完了後に、基材を９００ｍｍ（リピート長の３回分に相当）採取し、A面（ヘッド部オペレート側）及びB面（非オペレート側）のパターン塗工部９個（P1〜P9）のサイズ(塗布部長さ(MD)及び塗布部幅(TD))及び未塗工部（G1からG8）の幅(W)並びに塗工部（P1〜P9）の総厚(T)を測定した（図６(b)参照）。測定結果を表１に示す。

（実験２）
塗工速度を８ｍ/minに変更した。他の実験条件は実験１と同じである。測定結果を表２に示す。

（実験３）
塗工速度を２ｍ/minに変更した。他の実験条件は実験１と同じである。測定結果を表３に示す。

上記実験結果より、塗工速度を変更しても、基材に塗工されるパターン形状サイズ及びパターン間のピッチに影響が無いことがわかった。よって、本発明に係る塗工装置によれば、塗工速度の影響を受けることなく狭ピッチ化を達成することが可能であるといえる。

以上により、本発明に係る塗工装置によれば、従来のような複雑なダイヘッドの接触離脱タイミング及び位置合わせ制御機構が不要となり、さらに送液ポンプ逆転などの制御も不要となるため、装置構成が単純化され、塗工位置の調整が容易になった。

また、本発明に係る塗工装置によれば、間欠塗工において、塗工速度を犠牲にすることなく、未塗工部の間隔を狭くすることができ、生産性及び信頼性が向上した。

さらに、装置構成が単純化されたことにより、メンテナンスが容易になり、ランニングコスト及び生産性が向上した。

本発明はさまざま産業分野に応用可能である。例えば、キャパシタ電極に使用される集電体の両面に電極剤を間欠塗工して電極活物質層を形成する場合に、特に有用である。

上記した実施例は本発明の一例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内でさまざまな修正及び変更が可能であることは当業者の知るところである。

図１は、本発明に従う塗工装置の塗工ヘッドの好適実施例を略示したものである。 図２(a)は、本発明に従う塗工装置により間欠塗工された基材の上面図であり、図２(b)は間欠塗工された基材の断面図である。 図３は、本発明に従う塗工装置の他の実施例により間欠塗工された基材の断面図である。 図４は、本発明に従う塗工装置での間欠塗工に使用されるパターンマスクを具備するロータリースクリーンの略示図である。 図５は、本発明に従う塗工装置の他の実施例により間欠塗工される様子をしめした略示図である。 図６(a)は、本発明に従う塗工装置の実施例で使用したロータリースクリーンの版寸法略示図であり、図６(b)は、そのロータリースクリーンを用いて作成した間欠パターンの略示図である。

Claims (7)

1. 基材の両面に塗料を塗工するための両面塗工装置であって、
   対向して平行に配置された一対の第1ロータリースクリーン及び第2ロータリースクリーンと、
   前記第1及び第2ロータリースクリーンの間で前記基材を所定の速度で移動させるための手段と、
   前記第1及び第2ロータリースクリーンを前記基材の前記所定の速度に同調させて回転するための駆動機構と、
   前記第1及び第2ロータリースクリーンのそれぞれの内部に前記塗料を供給するためのノズル手段と、
   前記第1及び第2ロータリースクリーンのそれぞれの内部に配置され、前記塗料を前記第1及び第2ロータリースクリーンのそれぞれの開口部を通じて前記基材の面に押出すためのスキージ手段と、
   から成り、
   前記第1及び第2のロータリースクリーンの間を前記基材が通過する際に、前記第1及び第2ロータリースクリーンの回転に伴い、塗料が前記基材の両面に同時に塗工されるところの両面塗工装置。
2. 請求項１に記載の両面塗工装置であって、前記駆動機構は、回転駆動手段と、前記回転駆動手段と動作的に結合した駆動ギアと、前記駆動ギアと噛合したアイドラーギアと、前記駆動ギアと噛合する前記第1ロータリースクリーンに結合した第1ロータリースクリーンギアと、前記アイドラーギアを噛合する前記第2ロータリースクリーンと結合した第2ロータリースクリーンギアと、から成るところの両面塗工装置。
3. 請求項１に記載の両面塗工装置であって、前記スキージ手段は、ブレード形状である、ところの両面塗工装置。
4. 請求項１に記載の両面塗工装置であって、前記スキージ手段は、ロッド形状である、ところの両面塗工装置。
5. 請求項１に記載の両面塗工装置であって、さらに、前記ロータリースクリーンの外周面上に、所定の幅及び長さを有する少なくともひとつの開口を所定の間隔で配置したパターンマスクを含む、ところの両面塗工装置。
6. 請求項５に記載の両面塗工装置であって、前記パターンマスクは、前記第1ロータリースクリーンと、前記第2ロータリースクリーンとで、同じである、ところの両面塗工装置。
7. 請求項５に記載の両面塗工装置であって、前記パターンマスクは、前記第1ロータリースクリーンと、前記第2ロータリースクリーンとで、異なる、ところの両面塗工装置。

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