JP2012061444A - 塗工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 塗布作業と平行して塗布材の流速等を計測して塗布材の流量制御ができるようにする。
【解決手段】 塗布材が吐出されるスリット２０を備えたダイヘッド１６と、ダイヘッド１６に塗布材を圧送するポンプ１２と、ダイヘッド１６とポンプ１２とを接続する配管２５の途中に設けられて、スリット２０を流動する塗布材の流量に対応した寸法に形成された計測チャネル及び該計測チャネルを流動する塗布材の動的特性を計測するセンサを備えた計測部１４と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、塗布材の塗工作業に用いられる塗工装置に関する。

２次電池の製造工程においては、シート材の上に電極材料を薄く塗布する必要があり、その膜厚の精度が電池の性能や品質に大きく影響する。そこで、このような塗布材の塗工作業に用いるための塗布装置が提案されている。

例えば、特開平１１−２２３５９４号公報においては、図５に示すような構成の塗布システムを提案している。この塗布システムは、配管接続されたタンク１０１とダイヘッド１０５とを備える。この配管途中には、ポンプ１０２が設けられて、タンク１０１に貯留された塗布材を圧送する。これにより、塗布材はダイヘッド１０５のスリット１０６から吐出される。

また、ポンプ１０２とダイヘッド１０５との間の配管には、切替弁１０３が設けられて、塗布材をタンク１０１に戻す流路と、ダイヘッド１０５に流動させる流路とを切り替えられるようになっている。切替弁１０３からタンク１０１に戻る配管には、スリット１０６に対応した寸法のスリット相当管部１０４ａが設けられると共に、このスリット相当管部１０４ａの下流位置に流量計１０４ｂが設けられている。
スリット相当管部１０４ａは、スリット１０６に対応した寸法に形成されているので、塗布材がスリット１０６を通過する際の流速と、スリット相当管部１０４ａを通過する際の流速とは、一致する。そこで、スリット１０６から吐出する塗布材の流速を計測する場合には、塗布材がタンク１０１に戻るように切替弁１０３を切替て、スリット相当管部１０４ａを流動する塗布材の流量を流量計１０４ｂにより計測する。これにより、スリット１０６を流動する塗布材の流速を知ることができるので、塗布量の制御が可能になる。

特開平１１−２２３５９４号公報

しかしながら、特開平１１−２２３５９４号公報にかかる構成では、塗布材の流速は、切替弁１０３を切り替えて計測されるため、塗布作業を中断して計測しなければならない。即ち、塗布作業中にリアルタイムに塗布材の流速を計測できないため、塗布作業を効率良く行うことが困難であった。

そこで、本発明の主目的は、塗布材の流速等を塗布作業と平行して計測して、リアルタイムに塗布量の制御ができる塗工装置を提供することである。

本発明は、塗布材が吐出されるスリットを備えたダイヘッドと、ダイヘッドに塗布材を圧送するポンプと、ダイヘッドとポンプとを接続する配管途中に設けられて、スリットと同一寸法に形成された計測チャネル及び該計測チャネルを流動する塗布材の動的特性を計測するセンサを備えた計測部と、計測部からの制御信号に基づきポンプを制御してダイヘッドから吐出される塗布材の量を制御する制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、ポンプとダイヘッドとを接続する配管途中に、塗布材の塗布口となるスリットと同一寸法に形成された計測チャネルを備える計測部を設けて、計測チャネルを流動する塗布材の流速等の動特性を計測するようにしたので、塗布材の流速等を塗布作業と平行してリアルタイムに塗布量の制御ができるようになる。

本発明の第１の実施形態にかかる塗工装置の概略図である。 第１の実施形態にかかる塗工装置におけるダイヘッドの斜視図である。 第１の実施形態にかかる塗工装置における計測部の斜視図である。 本発明の第２の実施形態にかかる塗工装置の概略図である。 関連技術にかかる塗布システムの概略図である。

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態を説明する。図１は、本実施形態にかかる塗工装置の概略図である。この塗工装置２Ａは、塗布材を貯留するタンク１０、タンク１０に貯留された塗布材を圧送するポンプ１２、塗布材を吐出するダイヘッド１６、ダイヘッド１６から吐出される塗布材の流速等の動特性を計測する計測部１４、計測部１４からの計測信号に基づきポンプ１２等を制御する制御部２２を備える。

なお、図１において番号４はローラであり、番号６は塗布工物である。ローラ４は図示しない動力源により回転し、この回転により塗布工物６が搬送される。従って、ダイヘッド１６から吐出した塗布材は、ローラ４の回転に従い搬送される塗布工物６に連続的に塗布される。

以下の説明においては、計測部１４は塗布材の流速を計測する場合について説明するが、塗布材が非ニュートン体である場合には、塗布材の粘度や受圧を計測してもよい。非ニュートン体の剪断速度等の流速は、同じ圧力差である場合には、粘度に大きく依存し、また粘度は塗布材が受ける圧力（受圧）等に依存する。従って、塗布材の粘度又は受圧等を制御することは、流速を制御することと等価とみなせる。本実施形態においては、塗布材の流速、粘度、受圧等を、動的特性と呼称する。

タンク１０は、配管２５を介してポンプ１２に接続されており、計測部１４はポンプ１２とダイヘッド１６との間の配管２５の途中に設けられている。

ダイヘッド１６にはマニホールド１８及びスリット２０が、形成されている。スリット２０は、例えばシム等によって形成されて、スリット２０の幅は希望する塗工幅に応じて調整可能に設けられている。

図２は、ダイヘッド１６の斜視図である。なお、同図において、マニホールド１８は図示省略している。また、図３は、計測部１４の斜視図である。計測部１４には、塗布材が流動する計測チャネル１４ａが形成されると共に、この計測チャネル１４ａを流動する塗布材の流速を計測するセンサ１４ｂが設けられている。図２及び図３において、符号Ｗは、スリット２０及び計測チャネル１４ａの幅寸法、符号Ｈはスリット２０及び計測チャネル１４ａの高寸法、符号Ｄは、奥行き寸法を示している。そして、スリット２０及び計測チャネル１４ａの幅寸法Ｗ，高寸法Ｈ及び、奥行き寸法Ｄは、同じ寸法に形成されている。

スリット２０と計測チャネル１４ａとは、同一形状に形成されている。従って、塗布材が計測チャネル１４ａを流動する際に受ける圧力は、スリット２０を通過する際に受ける圧力に一致する。塗布材が非ニュートン体のとき、受圧が同じであるため、粘度も同じ値になる。従って、計測チャネル１４ａを流動する際の流速と、スリット２０を通過する際の流速とは、一致する。即ち、計測チャネル１４ａにおける塗布材の流速を測定することにより、スリット２０における塗布材の流速が検出できる。ポンプ１２は、センサ１４ｂによる計測結果に基づきスリット２０から吐出する塗布材の流速が常に（リアルタイムに）一定の流速を保つように、制御される。

以上説明したように、スリットと同一形状の計測チャネルを備える計測部をダイヘッドとポンプとの間の配管に設けたので、塗工作業を中断することなくリアルタイムで塗布材の動的特性の制御が可能になり、塗工作業の効率化及び塗布量の均一化による高品質な製品が製造可能になる。
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。なお、第１の実施形態と同一構成に関しては、同一符号を付して説明を適宜省略する。

第１の実施形態においては、計測部１４を、ポンプ１２とダイヘッド１６との間の配管２５に設けた。そして、この計測部１４における計測チャネル１４ａは、ダイヘッド１６のスリット２０と同一形状に形成されていた。ところで、ダイヘッド１６の幅は、被塗工物６の幅寸法より適宜大きい必要があるので、計測部１４の幅寸法も大きくする必要があった。これに対し、本実施形態においては、計測部１４の幅寸法を小さくできるようにする。

図４は、本実施形態にかかる塗工装置２Ｂの概略図である。塗工装置２Ｂは、タンク１０、ポンプ１２、ダイヘッド１６、計測部１４、制御部２２を備える。そして、計測部１４は、配管２５の途中に設けられたバイパス配管２６の途中に設けられている。なお、バイパス配管２６は分岐後、また配管２５と合流する。これにより、ポンプ１２により圧送された塗布材の一部は、バイパス配管２６に分流して、計測部１４により動的特性が計測されて、配管２５に戻る。

計測部１４における計測チャネル１４ａの高寸法及び奥行き寸法は、ダイヘッド１６におけるスリット２０の高寸法と同じ寸法であるが、それぞれの幅寸法は異なっている。

計測チャネル１４ａの幅寸法は、ポンプ１２から吐出された塗布材の流量に対するバイパス配管２６を流動する塗布材の量の比に対応している。即ち、ポンプ１２から吐出される塗布材の流量を１としたとき、バイパス配管２６に流れる塗布材の量が１／５である場合、計測チャネル１４ａの幅寸法は、スリット２０の幅寸法の１／５に設定されている。従って、計測チャネル１４ａを分流する塗布材の流速を計測することにより、スリット２０から吐出する塗布材の流速を知ることが可能になる。

以上説明したように、計測部の幅寸法を小さくすることができるので、塗工装置の小型化が可能になる。

２Ａ，２Ｂ 塗工装置
４ ローラ
６ 被塗工物
１０ タンク
１２ ポンプ
１４ 計測部
１４ａ 計測チャネル
１４ｂ センサ
１６ ダイヘッド
１８ マニホールド
２０ スリット
２２ 制御部
２５ 配管
２６ バイパス配管

Claims (7)

1. 塗布材が吐出されるスリットを備えたダイヘッドと、
   前記ダイヘッドに塗布材を圧送するポンプと、
   前記ダイヘッドと前記ポンプとを接続する配管途中に設けられて、前記スリットを流動する前記塗布材の流量に対応した寸法に形成された計測チャネル及び該計測チャネルを流動する前記塗布材の動的特性を計測するセンサを備えた計測部と、を有することを特徴とする塗工装置。
2. 請求項１に記載の塗工装置であって、
   前記ポンプと前記ダイヘッドとが１本の配管に接続されて、該配管に前記計測部が設けられていることを特徴とする塗工装置。
3. 請求項１又は２に記載の塗工装置であって、
   前記計測チャネルは、前記スリットと同一寸法に形成されていることを特徴とする
   塗工装置。
4. 請求項１に記載の塗工装置であって、
   前記ポンプと前記ダイヘッドとを接続する配管の途中にバイパス配管が設けられて、該バイパス配管に前記計測部が設けられていることを特徴とする塗工装置。
5. 請求項４に記載の塗工装置であって、
   前記バイパス配管に設けられた前記計測部の幅寸法と前記スリットの幅寸法との比は、前記バイパス配管を流動する前記塗布材の流量と前記スリットから吐出される前記塗布材の流量との比に等しいことを特徴とする塗工装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の塗工装置であって、
   前記計測部からの計測信号に基づき前記ポンプを制御して、前記スリットから吐出される塗布材の量を制御する制御部、を有することを特徴とする塗工装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の塗工装置であって、
   前記計測部は、前記塗布材の流速、受圧、粘度のうち少なくとも１つを計測することを特徴とする塗工装置。

Images