JP2011143388A - Thin film coating apparatus and double-sided thin film coating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばスリット状の先端吐出孔から塗工液を吐出するノズル部に対して、フィルム状や板状などの被塗工体を搬送して表面に薄膜を塗工形成するように構成した薄膜塗工装置,並びに被塗工体の片面に塗工した後、これを乾燥する前に反対面にも塗工し、この両面を塗工した後に乾燥して被塗工体の両面に薄膜を塗工形成する両面薄膜塗工装置に関するものである。 The present invention is configured such that, for example, a thin film is coated on a surface of a coating body such as a film or a plate by transporting a coating body such as a film or a plate to a nozzle portion that discharges a coating liquid from a slit-shaped tip discharge hole After coating on one side of the coated thin film coating device and the object to be coated, coat it on the opposite side before drying it, coat both sides and then dry it on both sides of the object to be coated. The present invention relates to a double-sided thin film coating apparatus for coating and forming a thin film.
液供給部から供給された塗工液をスリット状の先端吐出孔から吐出するノズル部を有し、このノズル部の先端吐出孔から塗工液を吐出しながら、このノズル部と対向する被塗工体をこのノズル部に対して相対搬送(どちらを搬送しても良いという意味である)させることで、前記被塗工体に塗工液を薄膜状に塗工するように構成した薄膜塗工装置において、このノズル部を被塗工体に近接させて吐出塗工するよりもノズル部の先端接触部を被塗工体に接触させた状態で、この先端接触部に対して被塗工体の搬送下流側近傍に設けた先端吐出孔から吐出塗工する接触式のノズル部とした方が精度良く均一な膜厚に形成できる場合があり、また、例えば被塗工体がフィルム状である場合に、このフィルム状の被塗工体の塗工面と反対面を支承できる場合は、この反対面を塗工用支承ロールなどで支承して、このフィルム振動がない支承状態でノズル部を近接させて塗工することができるが、反対面を支承できない場合には、たとえ搬送上流側の塗工面を支承ロールで支承しても、搬送下流側で生じる振動が伝わり、例えば熱風乾燥やIR乾燥などの乾燥工程で送風を行うため(フローティング搬送を行うため)フィルムに振動が伝わり均一に塗工できず膜厚を精度良く管理できない。 It has a nozzle part that discharges the coating liquid supplied from the liquid supply part from the slit-shaped tip discharge hole, and discharges the coating liquid from the tip discharge hole of this nozzle part while facing the coating part facing this nozzle part. A thin film coater configured to apply the coating liquid to the coated body in a thin film form by transporting the work body relative to the nozzle portion (which means that either can be transported). In the processing device, the tip contact portion of the nozzle portion is applied to the tip contact portion in a state where the nozzle portion is in contact with the subject to be coated rather than the nozzle portion being brought close to the subject coating. It may be possible to form a contact-type nozzle portion that discharges and coats from the tip discharge hole provided in the vicinity of the transport downstream side of the body with a more accurate and uniform film thickness. In some cases, it is possible to support the opposite side of the coated surface of this film-like workpiece. In this case, the opposite surface can be supported by a coating support roll, etc., and coating can be performed with the nozzle portion in close proximity while the film is not vibrating, but if the opposite surface cannot be supported, Even if the coating surface on the upstream side of the transport is supported by a support roll, the vibration generated on the downstream side of the transport is transmitted. For example, the film is vibrated in order to blow air in a drying process such as hot air drying or IR drying (for floating transport). Transmission is not uniform and the film thickness cannot be controlled accurately.
しかし、前述のようにノズル部の先端接触部をこのフィルム状の被塗工体に押圧接触すれば、このフィルム振動が減衰され、均一な厚さの薄膜を精度良く塗工形成できることとなる。 However, if the tip contact portion of the nozzle portion is pressed and brought into contact with the film-like object as described above, the film vibration is attenuated, and a thin film having a uniform thickness can be applied and formed with high accuracy.
特にWet状態で100〜200μmオーダーの薄膜を均一に塗工形成する場合には、塗工面と反対側の反対面を支承できない場合は、ノズル部を近接させて塗工する方式より前記接触式のノズル部の方が望ましい。 In particular, when a thin film of the order of 100 to 200 μm is applied and formed in the wet state, when the opposite surface opposite to the coating surface cannot be supported, the contact type is more effective than the method of applying the nozzle portion close to the coating surface. The nozzle part is preferred.
また、搬送する被塗工体の片面に第一塗工機構により塗工した後、熱風乾燥やIR乾燥などの乾燥を行う前に第二塗工機構により反対面も塗工し、この両面塗工した後に乾燥機構により乾燥することで装置の小型化や量産性を向上できる両面薄膜塗工装置の前記反対面を塗工する第二塗工機構においては、塗工面と反対側の前記片面は既に前記第一塗工機構によって塗工されていてまだ乾燥していないため、この片面からは支承できず前述のような問題が生じ、接触式のノズル部を用いることが望ましい。 In addition, after coating on one side of the object to be transported by the first coating mechanism, the opposite surface is also coated by the second coating mechanism before drying such as hot air drying or IR drying. In the second coating mechanism that coats the opposite surface of the double-sided thin film coating device that can improve the downsizing and mass productivity of the device by drying with a drying mechanism after the work, the one side opposite to the coated surface is Since it has already been applied by the first application mechanism and has not yet been dried, it cannot be supported from this one side, causing the above-mentioned problems, and it is desirable to use a contact type nozzle.
しかしながら、前記接触式のノズル部を用いると、膜厚の均一精度が高められ、前述のようなフィルムの場合や両面塗工の場合にはフィルム振動も抑えることができる反面、被塗工体とこのノズル部の先端接触部との接触により被塗工体を傷付ける場合があり、またこの被塗工体へのダメージを抑えるためにノズル部の先端接触部の材質を単に硬度の低いものに選定すると、このダメージは抑えられても先端接触部が摩耗し易くなり、この摩耗した先端接触部の摩耗粉が許容以上に塗工薄膜に混入するおそれもあり、また摩耗により先端接触部が減り突出寸法精度が狂い交換や再調整を要することになり、また先端接触部の変形によって先端吐出孔が微妙に変形しても均一な薄膜を形成できないおそれもある。 However, when the contact type nozzle is used, the uniformity accuracy of the film thickness is improved, and in the case of the above-described film or double-sided coating, the film vibration can be suppressed, but on the other hand, The object to be coated may be damaged by contact with the tip contact part of the nozzle part, and the material of the tip contact part of the nozzle part is simply selected to have low hardness in order to suppress damage to the object to be coated. Then, even if this damage is suppressed, the tip contact portion is likely to be worn, and the abrasion powder of the worn tip contact portion may be mixed in the coating thin film more than allowable, and the tip contact portion may decrease due to wear and protrude. Since the dimensional accuracy is incorrect, replacement or readjustment is required, and even if the tip discharge hole is slightly deformed due to deformation of the tip contact portion, there is a possibility that a uniform thin film cannot be formed.
また、特にアルミ製又は銅製などの金属フィルムを被塗工体とし、この表面にコバルト酸リチウムなどの正極活性物質又はグラファイトなどの負極活性物質にバインダーなどを混合しこれを塗工液として、100μmオーダーの薄膜を塗工形成するリチウムイオン電池形成材を作製する場合、この被塗工体に傷がつき易く不良となるおそれがあり、またノズル部の先端接触部が摩耗してこの摩耗粉が多く混入してしまうとこれも不良となるので接触式のノズル部は実用化しにくい問題があった。 In particular, a metal film such as aluminum or copper is used as the object to be coated, and a positive electrode active material such as lithium cobaltate or a negative electrode active material such as graphite is mixed on this surface, and this is used as a coating liquid, and 100 μm. When producing a lithium ion battery forming material that forms and forms a thin film of the order, the coated body is likely to be damaged and may become defective. If a large amount is mixed, this also becomes defective, and the contact type nozzle portion has a problem that it is difficult to put it into practical use.
そのため、このようなリチウムイオン電池形成材、特に両面塗工して小型化,高出力化を図るリチウムイオン電池形成材を作製する場合は、片面塗工後これを乾燥する前に反対面を塗工して装置の小型化や量産性を上げる前述の両面塗工を実現したいが前記問題により難しい。 Therefore, when preparing such a lithium ion battery forming material, particularly a lithium ion battery forming material which is applied on both sides to reduce the size and increase the output, the opposite surface is applied before drying after coating on one side. It is difficult to realize the above-mentioned double-sided coating to improve the downsizing and mass productivity of the apparatus, but it is difficult due to the above problems.
言い換えると、乾燥する前に両面塗工しようとすると、片面を塗工した後の反対面の塗工に際して、この片面は支持できないし、反対面の塗工面はこの塗工していない搬送上流側でしか支持できないから、搬送下流側の温風(熱風)乾燥などのフローティング乾燥工程によるフィルム振動のために、非接触式の(近接させて塗工する)ノズル部によっては、均一な膜厚を塗工形成できない。 In other words, if you try to apply double-sided coating before drying, this one side cannot be supported when coating the opposite side after coating one side, and the opposite side coated side is the upstream side of this uncoated transport Because of film vibration in the floating drying process such as warm air (hot air) drying on the downstream side of the conveyance, depending on the nozzle part of the non-contact type (applying close proximity), a uniform film thickness can be obtained. The coating cannot be formed.
更に具体的に説明すると、塗工部での塗工後の乾燥機構は、塗工膜を内部から乾燥させるためのIRヒータなどのヒータ部を設けたり、温風(熱風)により表面乾燥させる温風吹出部を設けた構成とするが、このフィルム状の被塗工体をローラで支持搬送できない場合、例えば前述のように両面塗工後に両面を乾燥させる場合には、ローラで支持搬送できず、非接触で支持して(フローティング搬送)させながら乾燥する構成とする。 More specifically, the drying mechanism after coating in the coating section is provided with a heater section such as an IR heater for drying the coating film from the inside, or a temperature for drying the surface with warm air (hot air). Although it is configured to have an air blowing part, if this film-like object cannot be supported and conveyed by a roller, for example, if both sides are dried after double-sided coating as described above, it cannot be supported and conveyed by a roller. , And drying in a non-contact support (floating conveyance).
即ち、塗工を終えて搬送されてくるフィルム状の被塗工体を挟んで上側及び下側にフィルム搬送方向に並設状態に複数のエア噴出支持部(フローティングノズル)を配設し、エア供給源から供給されるエアを対向面に設けたスリット状の噴出孔(フローティングノズル孔)から噴出し、このエア圧によってフィルム状の被塗工体を浮上状態に支持しつつ搬送するもので、このエアを温風(熱風)とし、またこの乾燥部内にIRヒータなどのヒータ部を設けるなどした構成としている。 That is, a plurality of air ejection support parts (floating nozzles) are arranged in parallel in the film conveying direction on the upper side and the lower side across the film-like object to be conveyed after coating, The air supplied from the supply source is ejected from a slit-like ejection hole (floating nozzle hole) provided on the opposite surface, and the film-like coated object is conveyed while being supported by this air pressure, The air is warm air (hot air), and a heater unit such as an IR heater is provided in the drying unit.
従って、このように例えば両面塗工装置などフィルム状の被塗工体を接触支持できない場合には、前述のようなフローティングノズルによるフローティング乾燥を行うため、フィルム振動が顕著に生じ非接触式のノズル部では均一に精度良く塗工できない。 Therefore, when a film-like object to be coated such as a double-sided coating apparatus cannot be contacted and supported in this way, the film is vibrated remarkably and the non-contact type nozzle is caused by the floating drying by the floating nozzle as described above. The coating cannot be applied uniformly and accurately.
また、従来のように片面塗工後に一旦乾燥してから反対面を塗工する場合には、塗工面の温度変化によって膜厚に変化が生じるおそれがあるため、片面塗工して乾燥した後に再びクーリング装置で冷却しなければならず、そのため一旦巻き取りしない連続塗工を行う場合には、この二度の乾燥と片面乾燥後のクーリング工程を行う装置を配置しなければならず、装置が大型化し量産性に劣る。 In addition, when applying the opposite side after drying once after single-sided coating as in the past, there is a risk of changes in film thickness due to temperature changes on the coated side, so after single-sided coating and drying Therefore, when performing continuous coating that does not take up once, it is necessary to arrange a device for performing the cooling process after two times of drying and single-sided drying. Larger and inferior in mass productivity.
そこで、前述のように乾燥する前に両面を塗工できる両面塗工装置が要望されており、特に両面塗工することが要望されている前記リチウムイオン電池形成材においては装置の小型化やこのリチウムイオン電池形成材の作製のスピードアップによる量産化を図るために、このような両面塗工が行える両面薄膜塗工装置が切望されている。 Therefore, there is a demand for a double-sided coating apparatus that can coat both sides before drying as described above. In particular, in the lithium ion battery forming material for which double-sided coating is desired, the size of the apparatus can be reduced. In order to achieve mass production by speeding up the production of a lithium ion battery forming material, a double-sided thin film coating apparatus capable of performing such double-sided coating is desired.
本発明は、このような問題点を解決し、精度良く均一に薄膜を塗工形成でき、これを用いることで乾燥する前に連続的に精度良く均一に薄膜を形成する両面塗工も実現でき、特にリチウムイオン電池形成材の基材となる金属製フィルムの両面に精度良く均一に塗工でき、しかも前記問題点を解決、即ち被塗工体(リチウムイオン電池形成材の作製にあたっては金属フィルム)を傷付けたりノズル部の先端接触部の摩耗による寸法精度の狂いや交換や再調整の必要性やその頻度、そして摩耗粉の発生・混入による不良も低減でき、従って、例えばこの両面塗工したリチウムイオン電池形成材の作製装置の小型化やこの作製の量産化も図れる画期的な薄膜塗工装置並びに両面薄膜塗工装置を提供することを目的としている。 The present invention solves such problems and can apply and form a thin film accurately and uniformly, and by using this, it can also realize double-sided coating that forms a thin film continuously and accurately before drying. In particular, it can be applied to both surfaces of a metal film as a base material of a lithium ion battery forming material with high precision and uniformity, and the above-mentioned problems can be solved, that is, an object to be coated (a metal film for producing a lithium ion battery forming material). ) Or damage due to wear at the tip contact part of the nozzle, the need for replacement or readjustment, and its frequency, as well as defects due to the generation and mixing of wear powder. An object of the present invention is to provide a revolutionary thin film coating apparatus and a double-sided thin film coating apparatus that can reduce the size of a production apparatus for a lithium ion battery forming material and achieve mass production of the production.
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。 The gist of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
液供給部1から供給された塗工液2をスリット状の先端吐出孔3から吐出するノズル部4を有し、このノズル部4の先端吐出孔3から塗工液2を吐出しながら、このノズル部4と対向する被塗工体5をこのノズル部4に対して相対搬送させることで前記被塗工体5に塗工液2を薄膜状に塗工するように構成した薄膜塗工装置において、前記被塗工体5と摺動接触する前記ノズル部4の先端接触部6を、セラミックス,超硬金属若しくはモリブデンで形成したことを特徴とする薄膜塗工装置に係るものである。
While having a
また、前記ノズル部4の前記被塗工体5と摺動接触する先端部の表面に、前記セラミックス,前記超硬金属若しくは前記モリブデンを形成して、前記先端接触部6をセラミックス,超硬金属若しくはモリブデンで形成したことを特徴とする請求項1記載の薄膜塗工装置に係るものである。
Also, the ceramic, the hard metal or the molybdenum is formed on the surface of the tip portion of the
また、前記ノズル部4の前記被塗工体5と摺動接触する先端部の表面に、溶射によって前記セラミックス,超硬金属若しくはモリブデンの被膜を形成して、前記先端接触部6をセラミックス,超硬金属若しくはモリブデンで形成したことを特徴とする請求項2記載の薄膜塗工装置に係るものである。
Further, a coating film of the ceramic, super hard metal or molybdenum is formed by spraying on the surface of the tip portion of the
また、前記ノズル部4の前記先端吐出孔3を間隙を介して対向する金属材Mで形成し、この金属材Mに固定し前記先端吐出孔3と近接する位置で前記被塗工体5と摺動接触する接触部形成用部材8の先端部の表面に、前記溶射によって前記セラミックス,前記超硬金属若しくは前記モリブデンの被膜を形成して、前記先端接触部6を前記接触部形成用部材8の先端部表面にしてセラミックス,超硬金属若しくはモリブデンで形成したことを特徴とする請求項3記載の薄膜塗工装置に係るものである。
In addition, the
また、前記溶射によって形成した前記セラミックスの表面被膜に潤滑材を含浸して前記先端接触部6を構成したことを特徴とする請求項3,4のいずれか1項に記載の薄膜塗工装置に係るものである。
5. The thin film coating apparatus according to
また、前記ノズル部4の前記先端吐出孔3から塗工液2を吐出しながら、このノズル部4と対向するフィルム状の被塗工体5をこのノズル部4に対して搬送させることで前記フィルム状の被塗工体5に塗工液2を薄膜状に塗工するように構成した薄膜塗工装置において、前記ノズル部4の前記先端吐出孔3に対して前記被塗工体5の搬送上流側に前記先端接触部6を設け、この先端接触部6の搬送下流側の前記先端吐出孔3から吐出する前記塗工液2が、この先端吐出孔3に対して搬送するフィルム状の前記被塗工体5に薄膜を塗工形成するように構成し、この先端接触部6がフィルム状の前記被塗工体5と接触することでフィルム振動を抑えるように構成したことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の薄膜塗工装置に係るものである。
Further, while discharging the
また、前記フィルム状の被塗工体5の前記先端吐出孔3より搬送上流側を支持する支持ロール7を設け、この支持ロール7の位置設定によって前記先端接触部6の接触圧を調整設定した構成としたことを特徴とする請求項6記載の薄膜塗工装置に係るものである。
Moreover, the support roll 7 which supports a conveyance upstream side from the said front
また、前記ノズル部4の前記先端吐出孔3に対して前記フィルム状の被塗工体5の搬送下流側に、この塗工を終えたフィルム状の被塗工体5を乾燥する乾燥機構Cを備え、この乾燥機構Cは、搬送される前記フィルム状の被塗工体5にエアを噴出して非接触でこの被塗工体5を浮上支持するエア噴出支持部18をこの被塗工体5を挟んで上側及び下側に複数フィルム搬送方向に並設状態に設け、このエア噴出支持部18から噴出するエアを温風とする温風供給部若しくは前記被塗工体5の塗工膜を加熱乾燥するヒータ部21を備えた構成とし、前記乾燥機構Cの前記上下に配設するエア噴出支持部18を、エア供給部から供給されるエアを前記フィルム状の被塗工体5と対向する対向面に設けた噴出孔19からこの被塗工体5に向かって噴出する構成とし、この噴出孔19を前記エア噴出支持部18の対向面に多数設けて、この多数の噴出孔19からエアを前記フィルム状の被塗工体5の両面に吹き付けて浮上支持することで、この乾燥機構Cで生じる被塗工体5のフィルム振動を抑えた構成としたことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の薄膜塗工装置に係るものである。
Further, a drying mechanism C for drying the film-shaped coated
また、前記乾燥機構Cの前記エア噴出支持部18の前記対向面は、前記フィルム状の被塗工体5の幅と同等若しくはこれより長く形成し、この対向面に均一に小孔状の前記噴出孔19を少なくとも前記フィルム状の被塗工体5の幅と同等の範囲に一様に点散形成し、この多数の噴出孔19からエアを噴出するエア噴出支持部18を被塗工体5を挟んで上側及び下側に夫々複数フィルム搬送方向に並設して、前記乾燥機構Cを構成したことを特徴とする請求項8記載の薄膜塗工装置に係るものである。
Further, the facing surface of the air
また、ノズル部4の先端吐出孔3に対して前記被塗工体5の搬送下流側で前記乾燥機構Cの搬送上流側に、前記フィルム状の被塗工体5にエアを吹き付けてフィルム振動を抑制するエア噴出部17を前記フィルム状の被塗工体5を挟んで対設した非接触式振動抑制機構Dを設けた構成としたことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の薄膜塗工装置に係るものである。
Further, air is blown to the film-like
また、前記非接触式振動抑制機構Dは、前記フィルム状の被塗工体5の両面に平行にして前記エア噴出部17を近接させて対設し、この各エア噴出部17の対向面にエアを噴出する多数のエア噴出孔16を形成した構成としたことを特徴とする請求項10に記載の薄膜塗工装置に係るものである。
Further, the non-contact type vibration suppressing mechanism D is provided in parallel with both surfaces of the film-like
また、前記フィルム状の被塗工体5の両面に塗工を行う両面薄膜塗工装置であって、片面に塗工する第一塗工機構Aと、反対面に更に塗工し、且つこの両面塗工を終えた被塗工体5を乾燥する乾燥機構Cを有する第二塗工機構Bとを備え、前記乾燥機構Cを有する前記第二塗工機構Bとして前記請求項1〜11のいずれか1項に記載の薄膜塗工装置を用いたことを特徴とする両面薄膜塗工装置に係るものである。
Moreover, it is a double-sided thin film coating apparatus that performs coating on both surfaces of the film-shaped
また、前記被塗工体5として金属製フィルムを用い、この両面に塗工する前記塗工液2としてリチウムイオン電池の正極活性物質若しくは負極活性物質を用いて、両面にこの薄膜を塗工形成したリチウムイオン電池形成材を作製するように構成したことを特徴とする請求項12記載の両面薄膜塗工装置に係るものである。
In addition, a metal film is used as the object to be coated 5, and a positive electrode active material or a negative electrode active material of a lithium ion battery is used as the
本発明は上述のように構成したから、精度良く均一に薄膜を塗工形成でき、これを用いることで乾燥する前に連続的に精度良く均一に薄膜を形成する両面塗工も実現でき、特にリチウムイオン電池形成材の基材となる金属製フィルムの両面に精度良く均一に塗工でき、しかも前記問題点を解決、即ち被塗工体(リチウムイオン電池形成材の作製にあたっては金属フィルム)を傷付けたりノズル部の先端接触部の摩耗による寸法精度の狂いや交換や再調整の必要性やその頻度、そして摩耗粉の発生・混入による不良も低減でき、従って、例えばこの両面塗工したリチウムイオン電池形成材の作製装置の小型化やこの作製の量産化も図れる画期的な薄膜塗工装置並びに両面薄膜塗工装置となる。 Since the present invention is configured as described above, it is possible to coat and form a thin film accurately and uniformly, and by using this, it is possible to realize double-sided coating that forms a thin film continuously and accurately before drying. Can be applied to both surfaces of a metal film as a base material of a lithium ion battery forming material with high accuracy and in addition to solving the above problems, that is, an object to be coated (a metal film for producing a lithium ion battery forming material) It is possible to reduce dimensional accuracy error due to scratches and wear at the tip contact portion of the nozzle, the necessity and frequency of replacement and readjustment, and defects due to generation and contamination of wear powder. It becomes an epoch-making thin film coating apparatus and double-sided thin film coating apparatus capable of downsizing the battery forming material manufacturing apparatus and mass-producing this manufacturing.
更に説明すると、請求項1記載の発明においては、先端接触部(少なくともこの先端表面)は、セラミックス,超硬金属若しくはモリブデンであるから、被塗工体を傷めにくく且つ耐摩耗性に優れ、摩耗による寸法精度の狂いも生じにくく交換や再調整の頻度も低減でき、摩耗粉も発生しにくく塗工膜の性能に支障をきたさない画期的な薄膜塗工装置となる。 More specifically, in the first aspect of the present invention, the tip contact portion (at least the tip surface) is made of ceramics, cemented carbide or molybdenum, so that it is difficult to damage the object to be coated and wear resistance is high. Therefore, it is possible to reduce the frequency of replacement and readjustment, and it is possible to reduce the frequency of replacement and readjustment, and it is an epoch-making thin film coating apparatus that hardly generates wear powder and does not hinder the performance of the coating film.
また、請求項2,3,4記載の発明においては、摺動接触する部分の先端部の表面処理によってこの先端接触部をセラミックス,超硬金属若しくはモリブデンで形成するから、一層簡易な構成で本発明を容易に実現でき、更に被塗工体を傷めにくく且つ耐摩耗性に優れ、摩耗の問題も一層低減できる接触式のノズル部から成る画期的な薄膜塗工装置となる。
In the inventions of
特に請求項5記載の発明においては、先端接触部を溶射によってセラミックスで形成し、このセラミックスの表面被膜に更にシリコンやPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などの潤滑材を含浸させたから、一層潤滑性に優れ被塗工体を傷めにくく且つ耐摩耗性に優れ、摩耗の問題も一層低減できる画期的な薄膜塗工装置となる。
In particular, in the invention according to
従って、本発明、特に請求項6記載の発明においては、フィルム状の被塗工体であってもフィルム振動を抑制でき、特に先端吐出孔を金属材で形成し、これに近接した位置に同じく金属で形成した接触部形成用部材の先端部を表面処理してセラミックス,超硬金属若しくはモリブデンを形成し、これを先端接触部とすることで、先端吐出孔の孔形状も先端接触部の位置も変化するおそれがないため、膜厚が変化することがなく、常にフィルム振動を抑えつつ均一に塗工でき、また乾燥工程によるフィルム振動もたとえ支承ロールで反対面を支承できなくても抑制した状態で塗工でき常に均一に塗工でき、しかも前述のようにフィルムを傷めることなく、また摩耗もしにくい画期的な薄膜塗工装置となる。
Therefore, in the present invention, particularly in the invention described in
特に請求項7記載の発明においては、更にノズル部の先端接触部への接触圧も支持ロールの位置調整によって調整でき、フィルム振動の影響がないように接触させるものの、できるだけフィルムへのダメージを与えない小さな接触圧で接触するように支承ロールを移動してゆるやかな角度で先端接触部に摺動接触するように調整でき、よって、塗工面の反対面が支承できないフィルム状の被塗工体への塗工に際してフィルム振動を一層良好に抑えつつ適切な接触圧で接触させつつ塗工することができる更に優れた薄膜塗工装置となる。 In particular, in the invention described in claim 7, although the contact pressure to the tip contact portion of the nozzle portion can also be adjusted by adjusting the position of the support roll, the contact is made so as not to be affected by the film vibration, but the film is damaged as much as possible. The support roll can be moved so that it comes in contact with a small contact pressure and can be adjusted so that it comes into sliding contact with the tip contact part at a gentle angle, so that the opposite side of the coated surface cannot be supported. In this coating, a further excellent thin film coating apparatus capable of coating while making contact with an appropriate contact pressure while further suppressing film vibration.
また、請求項8記載の発明においては、フローティング式の乾燥機構でのフィルム振動を抑えることで塗工部でのフィルム振動を小さくでき、これにより接触式のノズル部においてそもそもフィルム状の被塗工体への接触圧を小さくでき、この接触圧を小さくできることにより、フィルム状の被塗工体(リチウムイオン電池形成材の作製にあたっては金属フィルム)を傷付けたりノズル部の先端接触部の摩耗による寸法精度の狂いや交換や再調整の必要性やその頻度、そして摩耗粉の発生・混入などによる不良が一層低減でき、従って、ノズル部の先端接触部の材質を選定する場合、例えば溶射によってセラミックスなどとする場合においても、潤滑性や耐摩耗性の要求度が下がり材質選定における許容範囲が拡大することとなり、また例えばこの両面塗工したリチウムイオン電池形成材の作製装置の小型化やこの作製の量産化も図れる画期的な薄膜塗工装置並びに両面薄膜塗工装置となる。
Further, in the invention described in
更に説明すると、塗工を終えたフィルム状の被塗工体は、その上側及び下側に設けたエア噴出支持部の対向面から噴出するエアが吹き付けられて浮上状態で支承され、このエアを温風としたり、更にヒータ部を備えることで乾燥するフローティング乾燥機構によって乾燥されるが、従来はこのフローティング乾燥機構によってフィルム振動が顕著に生じていたが、請求項8記載の本発明においては、このエア噴出支持部の対向面に多数の噴出孔を設けることで、例えば同じ風量であっても小孔状の噴出孔を多数対向面に形成することでエア噴出速度を小さくでき、この低速で多数の噴出孔から噴出するエアで浮上支持するため、従来の単なるスリット状などの噴出孔を設けたエア噴出支持部(フローティングノズル)に比べてフィルム振動を小さくでき、これによって塗工部でのフィルム振動をそもそも小さく抑えることができる。
To explain further, the film-like object to be coated is supported in a floating state by blowing air blown from the opposed surfaces of the air blowing support portions provided on the upper and lower sides thereof. Although it is dried by a floating drying mechanism that dries with warm air or further provided with a heater portion, film vibration has been noticeably caused by this floating drying mechanism in the past, but in the present invention according to
これによりフィルム振動が小さくできることから接触式のノズル部によってこのフィルム振動を抑えるにしてもこのノズル部への接触圧を小さくできることとなる。 Accordingly, since the film vibration can be reduced, even if the film vibration is suppressed by the contact type nozzle portion, the contact pressure to the nozzle portion can be reduced.
例えば、両面塗工においてノズル部は前述のようにフローティング乾燥によってフィルム振動が生じるが、このフローティング乾燥でのフィルム振動をそもそも抑えられるから、ノズル部の搬送上流側で片面塗工を終えたフィルム状の被塗工体の反対面を支持ロールで支持する場合、このノズル部と支持ロールとの角度が小さくしてノズル部の先端接触部の接触圧を小さくできることになる。 For example, in double-sided coating, the nozzle part generates film vibration due to floating drying as described above, but since the film vibration in this floating drying can be suppressed in the first place, the film shape that has finished single-sided coating on the upstream side of conveyance of the nozzle part When the opposite surface of the object to be coated is supported by a support roll, the angle between the nozzle portion and the support roll can be reduced to reduce the contact pressure at the tip contact portion of the nozzle portion.
従って、接触式のノズルとしてフィルム振動を抑えるに際してそもそもフィルム振動の発生部である乾燥機構でのフィルム振動が抑制されているため、ノズル部の接触圧を小さくできるため、それだけ被塗工体を傷めにくく、また摩耗もしにくいため、この先端接触部をセラミックスなどとして更にこの被塗工体のダメージや摩耗の問題を低減する場合もこの材質選定範囲が拡大することとなる。 Therefore, when the film vibration is suppressed as a contact type nozzle, the film vibration in the drying mechanism, which is the film vibration generating part, is suppressed in the first place, so that the contact pressure of the nozzle part can be reduced. Since the tip contact portion is made of ceramics or the like, the material selection range is expanded even when the damage to the coated body and the problem of wear are further reduced.
また、請求項9記載の発明においては、更に一層簡易な構成で一層良好に前記作用・効果を発揮する極めて優れた薄膜塗工装置となる。
In the invention described in
また、請求項10,11記載の発明においては、前述のようにフィルム振動を一層抑えることができ、前記接触式のノズル部とすることによる摩耗や被塗工体へのダメージの前記問題点も一層減じることができる極めて優れた薄膜塗工装置となる。 Further, in the inventions according to claims 10 and 11, the film vibration can be further suppressed as described above, and the problems of wear and damage to the object to be coated due to the contact type nozzle portion are also included. It is an extremely excellent thin film coating apparatus that can be further reduced.
また、請求項12記載の発明においては、片面に塗工する第一塗工機構と、反対面に更に塗工し、この両面塗工を終えた被塗工体を乾燥する乾燥機構を有する第二塗工機構とを備え、二度の乾燥工程と乾燥後のクーリング工程を要しないで連続して両面塗工を行え、装置の小型化や両面塗工のスピードを上げて量産性を向上できる両面塗工が、前記乾燥機構を有する第二塗工機構として前記薄膜塗工装置を用いることで実現でき、且つ前記接触式のノズル部の摩耗や被塗工体の損傷の問題も生じにくく、実用化が図れる画期的な両面薄膜塗工装置となる。 Moreover, in invention of Claim 12, it has the 1st coating mechanism coated on one side, and the drying mechanism which dries further on the opposite surface and dries the to-be-coated body which finished this double-sided coating. Equipped with a two-coating mechanism that allows continuous double-sided coating without the need for a second drying process and a cooling process after drying, improving the mass productivity by reducing the size of the equipment and increasing the speed of double-sided coating Double-sided coating can be realized by using the thin film coating apparatus as the second coating mechanism having the drying mechanism, and the problem of wear of the contact-type nozzle part and damage to the coated body is less likely to occur. This is an epoch-making double-sided thin film coating device that can be put to practical use.
特に請求項13記載の発明においては、このような装置の小型化や製作量産化が図れる両面塗工のリチウムイオン電池形成材の作製が実現できる画期的な両面薄膜塗工装置となる。
In particular, the invention according to
好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。 An embodiment of the present invention which is considered to be suitable will be briefly described with reference to the drawings showing the operation of the present invention.
ノズル部4の先端吐出孔3から塗工液2を吐出しながら、このノズル部4に対して被塗工体5が相対搬送されることで、被塗工体5の表面に均一な薄膜が塗工形成されるが、このノズル部4の先端接触部6が被塗工体5に接触することで、更に精度良く均一な膜厚の薄膜を塗工形成できる。
While discharging the
特に被塗工体5がフィルム状である場合には、このフィルム状の被塗工体5のフィルム振動を抑えることができるので、前記作用・効果は一層良好に発揮され均一な薄膜を塗工形成できる。 In particular, when the object to be coated 5 is in the form of a film, the film vibration of the film-like object to be coated 5 can be suppressed. Can be formed.
しかし、この被塗工体5の表面が傷付き易いものであったり、傷や摩耗粉の混入も不良となるおそれのある場合には、このようなノズル部4の先端接触部6を被塗工体5の表面に接触摺動させることはできない。
However, in the case where the surface of the
特にリチウムイオン電池形成材の作製にあっては、基材となるアルミや銅などの金属フィルムを被塗工体5として用いることから、傷が付け易く、また正極ではコバルト酸リチウムなどの正極活性物質,負極ではカーボングラファイトなどの負極活性物質を塗工して100μmオーダーの薄膜を均一に塗工するため、金属フィルムへのわずかなダメージも不良となりかねないし、またノズル部4の先端接触部6を単に硬度の小さい軟らかいものにすればダメージを抑えることができるがこの場合も摩耗により先端接触部6が減って突出寸法精度が狂ってしまったり、そのため交換や再調整しなければならず、この摩耗粉が薄膜に多く混入するおそれがありこれも不良となるおそれがあるため、前記接触式のノズル部4を用いることができなかった。
In particular, in the production of a lithium ion battery forming material, a metal film such as aluminum or copper serving as a base material is used as the
この点本発明は、被塗工体5と摺動接触する先端接触部6を、セラミックス,超硬金属若しくはモリブデンで形成したもので、即ち、潤滑性に優れた耐摩耗性に優れたセラミックスなどでとすることで、フィルム振動を抑えつつ被塗工体5へのダメージも摩耗の問題も低減できることとなる。
In this respect, the present invention is such that the
また、例えば具体的にはノズル部4のフィルム状の被塗工体5と摺動接触する先端部の表面に表面処理、例えば溶射によってセラミックス,超硬金属若しくはモリブデンの被膜を形成し、これを先端接触部6とすることで、一層この被塗工体5へのダメージを与えにくく、且つ摩耗もしにくくなり、この先端接触部6は減りにくく交換や位置調整の頻度が減り実用性に優れることとなる。
Further, specifically, a coating of ceramic, super hard metal or molybdenum is formed by surface treatment, for example, thermal spraying, on the surface of the tip portion of the
また本発明では、このように先端接触部6をセラミックス,超硬金属,モリブデンとするが、基材となる金属材M(SUS材)などの接触部形成用部材8の先端部に溶射によって形成し、例えばセラミックスの場合は、Al2O3,TiO2,Cr2O3などを溶射して形成し、このセラミックスの場合は、例えば更に潤滑性を向上させるためにシリコンやPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などの潤滑材を含浸させると更に潤滑性及び耐摩耗性に優れる。
In the present invention, the
また、超硬金属としてはWC−Coを用い、また潤滑性に優れ耐摩耗性の優れた金属であるモリブデンを溶射しても良い。これらいずれの場合も潤滑性に優れ、ダメージを与えにくく、しかも摩耗しにくく交換や再調整の頻度を減じることができ、実用性に優れる。 Further, WC-Co is used as the superhard metal, and molybdenum, which is a metal having excellent lubricity and excellent wear resistance, may be sprayed. In any of these cases, the lubricity is excellent, the damage is difficult to be caused, the abrasion is difficult, the frequency of replacement and readjustment can be reduced, and the practicality is excellent.
また更に説明すると、例えば後述する実施例に示すように、基材となる金属材M(接触部形成用部材8)の先端部を平滑性に優れダメージを与えにくい滑らかな先端接触面となる形状に形成し、この先端部の表面に溶射によって前記材質の被膜を形成するが、例えば前記材質を溶射材料として加熱・溶解して吹き付けるか、非溶融状態の粒子として高速で吹き付けることで表面に前記材質から成る被膜を形成する。このような表面処理で形成した被膜を更に研磨したり、前述のように更に含浸などの処理、そして更に研磨するなどして前記セラミックス,超硬金属若しくはモリブデンの表面被膜を形成し、これを前記被塗工体5に摺動接触させる先端接触部6としている。
Further, for example, as shown in the examples described later, the shape of the tip of the metal material M (contact portion forming member 8) serving as the base material becomes a smooth tip contact surface that is excellent in smoothness and hardly damages. The film of the material is formed on the surface of the tip portion by thermal spraying.For example, the material is heated and melted and sprayed as a thermal spray material, or sprayed at a high speed as non-molten particles. A film made of a material is formed. The film formed by such a surface treatment is further polished, or further impregnated as described above, and further polished to form the surface film of the ceramic, carbide metal or molybdenum, The
また、特にこの先端接触部6が先端吐出孔3に近いほどフィルム振動の影響は少なく、例えば膜厚100μmで±2μmで均一な塗工膜を形成する場合には、先端接触部6から5mm以内に先端吐出孔3を設ける必要がある。
In particular, the closer the
このように先端接触部6と先端吐出孔3との距離は近いほど良好となるが、先端吐出孔3自体(スリット形成部材)を軟弱な材質で形成すると、この微妙な変形によって先端吐出孔3の形状自体が微小ながらも変動するため均一な塗工を行えないおそれがあるため、先端吐出孔3は金属材Mで形成し、この近接位置で先端吐出孔3でのフィルム振動を抑えられるに十分な近接位置に同じく金属材Mで形成した接触部形成用部材8の先端突出部に前述のように表面処理を施してセラミックス,超硬金属若しくはモリブデンを被膜形成する。
As described above, the closer the distance between the
また、この場合は、この先端表面に被膜を形成してセラミックス,超硬金属若しくはモリブデンで形成した先端接触部6を先端表面に設ける金属製の接触部形成用部材8を、ノズル部4の先端吐出孔3を形成する金属材Mに固定することが望ましく、また長時間使用して摩耗した場合や潤滑性が劣化するおそれがある場合には交換したりできるように取り替え自在に構成することが望ましい。
Further, in this case, a metal contact
また、前述のように先端吐出孔3の微小な変形を防止するため先端吐出孔3はSUSなどの金属材Mで形成し、この近傍、即ち1〜5mm以内に近づけて同じ金属製の接触部形成用部材8の先端部に溶射により前記セラミックス,超硬金属若しくはモリブデンで形成しこれを先端接触部6として沿設配設するが、具体的には例えばこの先端吐出孔3を形成する金属材Mにこの金属製の接触部形成用部材8を着脱自在に沿設固定する構成とすれば、製作容易で取り替え自在となり、また、この接触部形成用部材8を位置決め面に当接させて固定するようにすることで先端接触部6の突出寸法精度も良好となる。
Further, as described above, in order to prevent minute deformation of the
また、更に請求項8,9記載の発明のように、フィルム振動の原因となっていた乾燥機構Cを、エア噴出支持部18の対向面に形成した多数の噴出孔19からエアをフィルム状の被塗工体5に両面から吹き付けて浮上支持する構成とすることで、このフローティング式の乾燥機構Cでのフィルム振動が小さくできるため、フィルム状の被塗工体5とノズル部4の先端接触部6との接触圧を小さくできる。即ち、フィルム振動が小さいため、接触圧が小さくてもこのフィルム振動を抑えた状態で精度良く均一に塗工できることとなる。しかも接触圧を小さくできることから、この接触式ノズル部4でフィルム振動を抑えつつ被塗工体5へのダメージも摩耗の問題も低減できることとなる。
Further, as in the inventions of the eighth and ninth aspects, the drying mechanism C, which has caused the vibration of the film, is supplied to the air from a large number of ejection holes 19 formed on the opposing surface of the air
言い換えれば、問題となるフィルム振動が小さくできるから、先端接触部6の接触圧を小さくでき、それ故被塗工体5へのダメージも摩耗の問題も一層低減でき、またこの先端接触部6の材質選定においても、ダメージを与えにくいため、摩耗しにくい材質の選定範囲が拡がることになる。例えば、ダメージを与えにくいが、本来摩耗し易い材質でも摩耗しにくくなるため選定可能となる。
In other words, since the film vibration which is a problem can be reduced, the contact pressure of the
繰り返しになるが、このように本発明では、接触式のノズル部4の問題点を減じることができる。即ち、フィルム振動を抑えつつ金属フィルム5に傷を与えず接触部自身も摩耗しにくく摩耗粉の発生・混入も低減でき、交換頻度も小さく、しかもたとえ混入しても微量で作製した塗工膜の機能に支障をきたさない極めて優れた接触式のノズル部4となり、この接触式のノズル部4を用いてフィルム振動を抑えつつ均一に薄膜を形成できることとなる。
As described above, in the present invention, the problem of the contact
従って、フィルム状の被塗工体5であっても、両面塗工における片面塗工後の反対面の塗工に際しても前記問題点を生じにくく、熱風乾燥などのフローティング乾燥工程により生じるフィルム振動を良好に抑えつつ塗工できるため、装置の小型化が図れ両面塗工スピードを上げることで量産性も向上する前述の両面塗工が実現できる画期的な薄膜塗工装置並びに両面薄膜塗工装置となる。
Therefore, even in the case of the film-like
特にこのような作製スピード向上による量産性が切望されていて、また接触式のノズル部4による被塗工体5(金属製フィルム)へのダメージや摩耗を抑えなければならない両面塗工のリチウムイオン電池形成材の作製においては、極めて実用性に優れた両面薄膜塗工装置となる。
In particular, mass productivity due to such an improvement in production speed is eagerly desired, and lithium ion for double-sided coating that must prevent damage and wear to the object to be coated 5 (metal film) by the contact
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。 Specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施例は、反対面を支承できない状態でフィルム状の被塗工体5に薄膜を塗工するのに極めて有用な薄膜塗工装置を用いたもので、片面塗工後にこれを乾燥する前に連続して反対面も塗工する際にこの本発明に係る薄膜塗工装置を用いて両面薄膜塗工装置を構成したものであり、特にフィルム振動の問題及びこれを解決する接触式のノズル部4の問題の双方を解決して接触式のノズル部4を第二塗工で用いることが可能となる両面薄膜塗工装置である。
In this embodiment, a thin film coating apparatus that is extremely useful for applying a thin film to the film-
即ち、本実施例は、前記フィルム状の被塗工体5の両面に塗工を行う両面薄膜塗工装置であって、片面に塗工する第一塗工機構Aと、反対面に更に塗工する第二塗工機構Bと、この両面塗工を終えた被塗工体5を乾燥する乾燥機構Cを有する第二塗工機構Bとを備え、前記第二塗工機構Bとして本発明に係る以下の薄膜塗工装置を用いた両面薄膜塗工装置としている。
That is, this example is a double-sided thin film coating apparatus for coating on both sides of the film-
また、本実施例は、前述のように両面塗工に際してのフィルム振動の問題を解決する接触式のノズル部4を用い、このノズル部4の被塗工体5との先端接触部6を、溶射による表面処理によってセラミックス,超硬金属若しくはモリブデンで形成することでこの接触式のノズル部4の問題点をも解決し、これまで容易に実用化できないとされていた両面塗工のリチウムイオン電池の作製における装置の小型化が図れ且つスピーディーに作製できる両面薄膜塗工装置を実現したものである。
Further, in this embodiment, as described above, the contact-
即ち、前記被塗工体5としてアルミ製や銅製などの金属フィルムを用い、この両面に塗工する前記塗工液2として例えばコバルト酸リチウムなどのリチウムイオン電池の正極活性物質若しくはカーボングラファイトなどの負極活性物質を用いて、両面にこの薄膜を塗工形成したリチウムイオン電池形成材を作製するように構成した両面薄膜塗工装置としている。
That is, a metal film such as aluminum or copper is used as the object to be coated 5, and the positive electrode active material of a lithium ion battery such as lithium cobaltate or carbon graphite is used as the
具体的には、例えば被塗工体5は厚さ10〜20μmで幅650mmの金属フィルムとし、このフィルムの両面にコバルト酸リチウムなどの正極活性物質若しくはカーボングラファイトなどの負極活性物質にバインダーを混合した塗工液2を用いて100μmオーダーの薄膜を、プラスマイナス2μmの誤差で均一に塗工形成するもので、液供給部1から液溜め部13を介して供給された塗工液2をスリット状の先端吐出孔3から吐出するノズル部4を前記フィルム状の被塗工体5に対向配設し、このノズル部4の先端吐出孔3から塗工液2を吐出しながら、このノズル部4と対向するフィルム状の被塗工体5をこのノズル部4に対して搬送させることで前記被塗工体5に塗工液2を薄膜状に塗工するように構成している。
Specifically, for example, the
本実施例では、このようなフィルム状の被塗工体5の片面に先ず塗工液2により塗工する第一塗工機構Aは、供給ロール14に巻き取ってあるフィルム状の被塗工体5を引き出し、塗工面と反対面を塗工用支持ロール15で支持しながら、片面に前記ノズル部4の先端吐出孔3を近接させて片面に薄膜を塗工形成する従来の非接触式の薄膜塗工装置で構成し、この第一塗工機構Aにより片面塗工を終え、乾燥工程もクーリング工程も経ることなく、まだ乾燥処理しないこのフィルム状の被塗工体5に、この既に塗工済みの片面を支持することなく第二塗工機構Bにより反対面を接触式のノズル部4で塗工し、この両面塗工を終えた後に、例えばIRや熱風で乾燥するフローティング式の乾燥機構Cを設けている。
In the present embodiment, the first coating mechanism A that first coats one side of such a film-shaped
これにより二つの乾燥工程やクーリング工程も不要となり連続して両面塗工が行え、リチウムイオン電池の作製にあたって装置の小型化や作製スピードの向上による量産化が図れる。 This eliminates the need for two drying steps and cooling steps, and allows continuous double-sided coating, enabling mass production by reducing the size of the device and increasing the production speed when producing lithium ion batteries.
本実施例では、このような両面薄膜塗工装置の前記乾燥機構Cを有する前記第二塗工機構Bに本発明に係る薄膜塗工装置を適用したものである。 In this embodiment, the thin film coating apparatus according to the present invention is applied to the second coating mechanism B having the drying mechanism C of such a double-sided thin film coating apparatus.
具体的には、本実施例の第二塗工機構Bとして用いる薄膜塗工装置は、前記フィルム状の被塗工体5と摺動接触する前記ノズル部4の先端接触部6を、セラミックス,超硬金属若しくはモリブデンで形成している。
Specifically, in the thin film coating apparatus used as the second coating mechanism B of the present embodiment, the
即ち、先端接触部6を金属製でなく、被塗工体5と摺動接触する先端部の表面を、潤滑性に優れ塗工液2に浸食されず耐摩耗性に優れたセラミックス,超硬金属若しくはモリブデンで形成している。即ち、潤滑性に優れた耐摩耗性に優れたセラミックスなどでとすることで、フィルム振動を抑えつつ被塗工体5へのダメージも摩耗の問題も低減できる先端接触部6としている。
That is, the
更に説明すると、前記先端吐出孔3を間隙を介して対向する金属材Mで形成し、この先端吐出孔3と近接する位置にやや突出する形状であって、所定の接触圧で被塗工体5を傷めることなく滑らかに面接する先端形状とした接触部形成用部材8の先端部を先端接触部6として突出形成するが、この先端接触部6を金属製でなく、この先端部の表面に溶射によってセラミックス,超硬金属若しくはモリブデンの被膜を形成し、これを先端接触部6としている。
More specifically, the
即ち、この先端接触部6は、鋭利な形状とせず面接触する形状に形成すると共に、前述のようにセラミックス,超硬金属若しくはモリブデンで形成することで被塗工体5へのダメージを一層与えにくく、且つ摩耗しにくくなり、この先端接触部6は減りにくく交換や位置調整の頻度が減り一層実用性に優れることとなる。
That is, the
具体的には、ノズル部4のフィルム状の被塗工体5と摺動接触する先端部の表面に表面処理、例えば溶射によってセラミックス,超硬金属若しくはモリブデンの被膜を形成するが、本実施例では前述のように、基材となる金属材M(SUS材)などの接触部形成用部材8の先端部に溶射によって形成し、例えばセラミックスの場合は、Al2O3,TiO2,Cr2O3などを溶射して形成し、このセラミックスの場合は、例えば更に潤滑性を向上させるためにシリコンやPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などの潤滑材を含浸させると更に潤滑性及び耐摩耗性に優れる。
Specifically, a coating of ceramics, cemented carbide or molybdenum is formed by surface treatment, for example, thermal spraying, on the surface of the tip portion of the
また、超硬金属としてはWC−Coを用い、また潤滑性に優れ耐摩耗性の優れた金属であるモリブデンを溶射しても良い。これらいずれの場合も潤滑性に優れ、ダメージを与えにくく、しかも摩耗しにくく交換や再調整の頻度を減じることができ、実用性に優れる。 Further, WC-Co is used as the superhard metal, and molybdenum, which is a metal having excellent lubricity and excellent wear resistance, may be sprayed. In any of these cases, the lubricity is excellent, the damage is difficult to be caused, the abrasion is difficult, the frequency of replacement and readjustment can be reduced, and the practicality is excellent.
また本実施例では、前述したように、例えば基材となる金属材M(接触部形成用部材8)の先端部を平滑性に優れダメージを与えにくい滑らかな先端接触面となる形状に形成し、この先端部の表面に溶射によって前記材質の被膜を形成するが、例えば前記材質を溶射材料として加熱・溶解して吹き付けるか、非溶融状態の粒子として高速で吹き付けることで表面に前記材質から成る被膜を形成する。このような表面処理で形成した被膜を更に研磨したり、前述のように更に含浸などの処理、そして更に研磨するなどして前記セラミックス,超硬金属若しくはモリブデンの表面被膜を形成し、これを前記被塗工体5に摺動接触させる先端接触部6としている。
Further, in this embodiment, as described above, for example, the tip of the metal material M (contact member forming member 8) serving as a base material is formed into a shape that forms a smooth tip contact surface that is excellent in smoothness and is not easily damaged. The coating of the material is formed on the surface of the tip by spraying. For example, the material is heated and melted and sprayed as a sprayed material, or sprayed at a high speed as non-molten particles. Form a film. The film formed by such a surface treatment is further polished, or further impregnated as described above, and further polished to form the surface film of the ceramic, carbide metal or molybdenum, The
また、特にAl2O3,TiO2,Cr2O3などのセラミックスを溶射して先端部表面にこのセラミックスの被膜を形成し、これを先端接触部6とすることで硬度が大きくて耐摩耗性に優れると共に、潤滑性も良好で条痕などフィルム状の被塗工体5(金属フィルム)にダメージも与えにくく、しかも非導電性のため、たとえ摩耗粉が発生してもわずかで、またこれが塗工膜に混入しても導電性を有しないため塗工膜の機能に支障を与えない。
In particular, ceramics such as Al 2 O 3 , TiO 2 , and Cr 2 O 3 are sprayed to form a coating of this ceramic on the surface of the tip, and this is used as the
また、超硬金属やモリブデンの場合は、導電性を有するが、耐摩耗性に優れ、特にモリブデンは潤滑性に優れるため、摩耗の問題はほとんど生じず、摩耗粉は微量のためやはり機能に支障を生じない。 In addition, in the case of cemented carbide or molybdenum, it has electrical conductivity, but it has excellent wear resistance, and in particular, molybdenum has excellent lubricity, so there is almost no problem of wear, and the amount of wear powder is still insignificant. Does not occur.
また、特に先端接触部6が先端吐出孔3に近いほどフィルム振動の影響は少なく、例えば膜厚100μmで±2μmで均一な塗工膜を形成する場合には、先端接触部6から5mm以内に先端吐出孔3を設ける必要があり、この距離は近いほど良好となるが、先端吐出孔3自体(スリット形成部材)を軟弱な材質で形成すると、この微妙な変形によって先端吐出孔3の形状自体が微小ながらも変動するため均一な塗工を行えないおそれがあるため、先端吐出孔3は金属材Mで形成し、この近接位置で先端吐出孔3でのフィルム振動を抑えられるに十分な近接位置に同じく金属材Mで形成した接触部形成用部材8の先端突出部に前述のように表面処理を施してセラミックス,超硬金属若しくはモリブデンを被膜形成する。
In particular, the closer the
また、本実施例では、この先端表面に被膜を形成してセラミックス,超硬金属若しくはモリブデンで形成した先端接触部6を設ける金属製の接触部形成用部材8を、ノズル部4の先端吐出孔3を形成する金属材Mに着脱自在に固定して取り替え自在に構成している。
In this embodiment, the metal contact
また、前述のように先端吐出孔3の微小な変形を防止するため先端吐出孔3はSUSなどの金属材Mで形成し、この近傍、即ち1〜5mm以内に近づけて同じ金属製の接触部形成用部材8の先端部に溶射により前記セラミックス,超硬金属若しくはモリブデンで形成しこれを先端接触部6として沿設配設するが、具体的には例えばこの先端吐出孔3を形成する金属材Mにこの金属製の接触部形成用部材8を着脱自在に沿設固定した構成としている。
Further, as described above, in order to prevent minute deformation of the
従って、製作容易で取り替え自在となり、また、この接触部形成用部材8を位置決め面に当接させて固定するようにすることで先端接触部6の突出寸法精度も良好となるように構成している。
Therefore, it is easy to manufacture and replaceable, and the contact
即ち、本実施例では、図1〜図4に示すように、金属材Mを塗工液供給路(液供給部1)と連通するスリット間隙を介して重合して構成するノズル部4の搬送上流側の金属材M(ノズル形成半体)の肩部を切り欠いた形状に形成し、ここに金属製の接触部形成用部材8を位置決め当接し、更に金属製の押さえ込み部を当接しても良いが、この接触部形成用部材8を前記先端吐出孔3を形成する金属材Mに沿設状態で止着ボルトで着脱自在に固定する構成としている。
That is, in this embodiment, as shown in FIGS. 1 to 4, the conveyance of the
この接触部形成用部材8の先端部(先端接触部6)も先端吐出孔3と同様にフィルム幅より大きく形成し、先端吐出孔3の近傍で先端吐出孔3よりやや突出した状態となり、このフィルム幅方向にスリット状の先端吐出孔3と並設するように先端部を形成して先端接触部6とし、搬送されてくる被塗工体5に所定圧で摺動接触するように所定範囲で面接し平滑性に優れた湾曲突出形状に形成している。即ち、この先端接触部6は、幅方向に長さを有し且つフィルム長さ方向でこのフィルム5と線接触とならず所定範囲で面接接触状態で摺動接触する湾曲突条に突出した形状としている。
The tip portion (tip contact portion 6) of the contact
この接触部形成用部材8の先端部を先端接触部6とするが、本実施例では、前述のように、この先端部表面に前記溶射によってセラミックス,超硬金属若しくはモリブデンを被膜形成し、この先端部表面の1mm以下、例えば0.5mm程度の被膜を先端接触部6とし、この先端接触部6としての被膜を先端部表面に形成した接触部形成用部材8を取り替え自在に構成している。また、この接触部形成用部材8の底部にシムを入れることで先端接触部6の突出位置を微調整できるように構成している。
The tip portion of the contact
また、更に本実施例では、前記フィルム状の被塗工体5の前記先端吐出孔3より搬送上流側を支持する支持ロール7を設け、この支持ロール7の位置設定によって前記先端接触部6を押圧接触させることで前述のようにこの先端接触部6の接触圧を調整設定した構成としている。
Further, in this embodiment, a support roll 7 is provided to support the upstream side of the film-
また、本実施例では、前記ノズル部4の先端吐出孔3に対して前記フィルム状の被塗工体5の搬送下流側に、この塗工を終えたフィルム状の被塗工体5を乾燥する乾燥機構Cを備え、この乾燥機構Cは、搬送される前記フィルム状の被塗工体5にエアを噴出して非接触でこの被塗工体5を浮上支持するエア噴出支持部18(フローティングノズル)を設けている。
Further, in this embodiment, the film-like
このエア噴出支持部18は、この被塗工体5を挟んで上側及び下側に複数フィルム搬送方向に並設状態に設け、このエア噴出支持部18から噴出するエアを温風とする温風供給部を設けると共に、本実施例では、IRヒータによるヒータ部21をこのフローティング乾燥部内に配設し、塗工膜の表面及び内部から加熱乾燥するフローティング式の乾燥機構Cとしている。
The air
本実施例では、この上下に配設するエア噴出支持部18を、エア供給部から供給されるエアを前記フィルム状の被塗工体5と対向する対向面に設けた噴出孔19からこの被塗工体5に向かって噴出する構成とし、この噴出孔19を前記エア噴出支持部18の対向面に多数設けて、この多数の噴出孔19からエアを前記フィルム状の被塗工体5の両面に吹き付けて浮上支持することで、この乾燥機構Cで生じる被塗工体5のフィルム振動を抑えた構成としている。
In the present embodiment, the air
更に具体的には、本実施例では、前記エア噴出支持部18の前記対向面は、前記フィルム状の被塗工体5の幅と同等若しくはこれより長く形成し、この対向面に均一に小孔状の前記噴出孔19を少なくとも前記フィルム状の被塗工体5の幅と同等の範囲に一様に点散形成し、この多数の噴出孔19からエアを噴出するエア噴出支持部18を被塗工体5を挟んで上側及び下側に夫々複数フィルム搬送方向に並設して、前記乾燥機構Cを構成している。
More specifically, in the present embodiment, the facing surface of the air
従って、従来はこのフローティング乾燥機構Cによってフィルム振動が顕著に生じていたが、本実施例においては、このエア噴出支持部18の対向面に多数の噴出孔19を設けることで、例えば同じ風量であっても小孔状の噴出孔19を多数対向面に形成することでエア噴出速度を小さくでき、この低速で多数の噴出孔19から噴出するエアで浮上支持するため、従来の単なるスリット状などの噴出孔19を設けたエア噴出支持部18(フローティングノズル)に比べてフィルム振動を小さくでき、これによって塗工部でのフィルム振動をそもそも小さく抑えることができる。
Therefore, in the prior art, the film vibration is remarkably generated by the floating drying mechanism C. However, in the present embodiment, by providing a large number of ejection holes 19 on the opposing surface of the air
これによりフィルム振動が小さくできることから接触式のノズル部4によってこのフィルム振動を抑えるにしてもこのノズル部4への接触圧を小さくできることとなる。
Accordingly, since the film vibration can be reduced, even if the film vibration is suppressed by the contact
また更に説明すると、本実施例では、繰り返しとなるが、エア(温風)が供給される前記フィルム状の被塗工体5の幅と略合致した幅で搬送方向に所定の長さを有し、この被塗工体5の幅いっぱいで所定長さ範囲にエアを吹き付けるエア噴出支持部18の対向面に多数の噴出孔19を設けている。
Further, in the present embodiment, it is repeated, but has a predetermined length in the transport direction with a width substantially matching the width of the film-
例えば、被塗工体5が通過するのに1秒位かかる範囲にエアを吹き付けるようにし、この対向面には、例えば0.5φの小さな噴出孔19を多数設け、このエア噴出支持部18内にはエア(温風)供給源から供給されたエア(温風)を整流均一化する多孔板や網板(邪魔板22)を内装し、最終的にこの内部に供給されたエアが表面(対向面)の前記噴出孔19から均一に噴出するように構成している。
For example, air is blown in a range that takes about 1 second for the object to be coated 5 to pass through, and a large number of small injection holes 19 of, for example, 0.5φ are provided on the facing surface, and the inside of the air
このエアの噴出量は多く且つエア噴出速度が遅い(低い)方がフィルム振動を抑える(減衰させる)フィルム保持効果が良好となるため、対向面のフィルム幅いっぱいに小孔を一様に点散形成している。 The larger the air ejection amount and the slower (lower) air ejection speed, the better the film holding effect that suppresses (attenuates) film vibration, so that small holes are uniformly scattered across the film width of the opposite surface. Forming.
また本実施例では、フィルム状の被塗工体5を挟んで上側及び下側の双方に前記エア噴出支持部18を搬送方向に並設し、この上側のエア噴出支持部18間で対向する位置に下側のエア噴出支持部18を設けて、エア噴出支持部18が上下で互い違いに対向するように配設し、フィルム状の被塗工体5のねじれなどのゆがみが生じないようにしつつフローティング搬送し、しかも多数の小孔状の噴出孔19による均一で多量で低速なエア(温風)の吹き付けでフローティング乾燥する構成として、フィルム振動が搬送上流側の塗工部へ伝わることを抑制している。
Further, in this embodiment, the air
また、このエア噴出支持部18を上下に互い違いでなく、直に上下に対向するように上下一組ずつ並設対向配設するように構成しても良い。
In addition, the air
これにより、フィルム状の被塗工体5にノズル部4を接触させてフィルム振動を抑えた状態で、このノズル部4の先端接触部6の近傍で塗工するが、このフィルム振動の原因となっていた乾燥機構Cを、エア噴出支持部18の対向面に形成した多数の噴出孔19からエアをフィルム状の被塗工体5に両面から吹き付けて浮上支持する構成とすることで、このフローティング式の乾燥機構Cでのフィルム振動が小さくできるため、フィルム状の被塗工体5とノズル部4の先端接触部6との接触圧を小さくできる。即ち、フィルム振動が小さいため、接触圧が小さくてもこのフィルム振動を抑えた状態で精度良く均一に塗工できることとなる。しかも接触圧を小さくできることから、この接触式ノズル部4でフィルム振動を抑えつつ被塗工体5へのダメージも摩耗の問題も低減できることとなる。
As a result, coating is performed in the vicinity of the
言い換えれば、問題となるフィルム振動が小さくできるから、先端接触部6の接触圧を小さくでき、それ故被塗工体5へのダメージも摩耗の問題も低減でき、またこの先端接触部6の材質選定においても、ダメージを与えにくいため、摩耗しにくい材質の選定範囲が拡がることになる。例えば、ダメージを与えにくいが、本来摩耗し易い材質でも摩耗しにくくなるから選定可能となる。
In other words, since the film vibration which is a problem can be reduced, the contact pressure of the
また、この乾燥機構Cの手前に同様なエアニップ方式の非接触式振動抑制機構Dを更に設けてフィルム振動をできるだけ抑え込んだ状態で接触式のノズル部4でフィルム振動を抑えている。
Further, a similar air nip non-contact type vibration suppressing mechanism D is further provided in front of the drying mechanism C to suppress film vibration by the contact
即ち、本実施例では、前述のように第二塗工機構Bの塗工部とフローティング乾燥機構Cとの間、即ち支持ロール7と乾燥機構Cとの間にノズル部4を配設するが、このノズル部4と乾燥機構Cの間に非接触式振動抑制機構Dを設けている。
That is, in this embodiment, as described above, the
この非接触式振動抑制機構Dは、前記乾燥機構Cと同様にフィルム状の被塗工体5を非接触状態で挟むように板状のエア噴出部17を上下に対向配設し、このエア噴出部17に設けた多数のエア噴出孔からエアを噴出して被塗工体5をエア圧で押さえ、これによりフローティング式で温風乾燥を行う前記乾燥機構Cにより生じるフィルム振動を更に少しでも抑制減衰させるように更に非接触支持するものである。
This non-contact type vibration suppressing mechanism D, like the drying mechanism C, is provided with plate-like
具体的には、乾燥機構Cと同様にして、フィルム状の被塗工体5の所定範囲、例えば被塗工体5の幅が650mmであるとすれば、これよりやや大きい幅、例えば800mmとして、長さは例えば600mmとし、少なくともエア噴出部17間を被塗工体5が通過するのに1秒位かかる範囲をエアで押さえ込むように構成している。
Specifically, in the same manner as the drying mechanism C, if a predetermined range of the film-like
具体的には、このエア噴出部17の表面には0.5φの多数のエア噴出孔を設け、このエア噴出部17内にはエア供給源から供給されたエアを整流均一化する多孔板や網板(邪魔板22)を内装し、最終的に内部に供給されたエアが表面の前記エア噴出孔16から均一に噴出するように構成している。
Specifically, a large number of 0.5 φ air ejection holes are provided on the surface of the
このエアの噴出量は多く且つエア噴出速度が遅い方が、被塗工体5のフィルム振動を抑制減衰させるフィルム保持効果が良好となる。
A film holding effect that suppresses and attenuates the film vibration of the
本実施例では、このように非接触式振動抑制機構Dを介在して、できるだけ乾燥機構Cによるフィルム振動を抑え更に少しでもフィルム振動を抑えた上で、接触式のノズル部4を用いた本発明に係る薄膜塗工装置による第二塗工機構Bによって、片面を支承できない状態での反対面を塗工する両面塗工においても、精度良く均一に薄膜を塗工形成できるようにしている。 In this embodiment, the non-contact vibration suppression mechanism D is interposed as described above, and the film vibration caused by the drying mechanism C is suppressed as much as possible. With the second coating mechanism B by the thin film coating apparatus according to the invention, a thin film can be coated and formed with high accuracy even in double-side coating in which the opposite surface is coated in a state where one surface cannot be supported.
尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。 Note that the present invention is not limited to this embodiment, and the specific configuration of each component can be designed as appropriate.
1 液供給部
2 塗工液
3 先端吐出孔
4 ノズル部
5 被塗工体
6 先端接触部
7 支持ロール
8 接触部形成用部材
16 エア噴出孔
17 エア噴出部
18 エア噴出支持部
19 噴出孔
21 ヒータ部
A 第一塗工機構
B 第二塗工機構
C 乾燥機構
D 非接触式振動抑制機構
M 金属材
DESCRIPTION OF
16 Air outlet
17 Air outlet
18 Air ejection support
19 Outlet
21 Heater part A First coating mechanism B Second coating mechanism C Drying mechanism D Non-contact vibration suppression mechanism M Metal material
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