JP2012245451A - 塗工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被塗布物の片面のみに塗膜を形成する。
【解決手段】平行な２本のロール４、４’の各表面に形成された塗膜５、５’を、両面転写部位において、２本のロール間を走行する帯状の被塗布物６の両面に、少なくとも一面は間欠的に転写して、被塗布物の両面に走行方向の長さが互いに異なる塗膜７、７’を形成する塗工装置である。両面転写部位の上流側の所定箇所で、２本のロールのうち、走行方向の長さが長い方の塗膜７’を転写するロール４’の表面に形成された塗膜５’を、塗膜を転写すべき被塗布物６の片面に転写する押し付けロール９を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、帯状の被塗布物の両面に塗膜を塗布する塗工装置に関する。例えば、プラスチックフィルム、金属箔、不織布等の帯状の被塗布物の両面に塗膜を塗布する塗工装置に関する。

従来の塗工装置として、例えば、特許文献１に示される装置がある。

図４は、特許文献１に記載された従来の塗工装置を示す断面模式図である。

図４において、ホッパー１内の塗料２を、所定の間隙を設けて配置された１対のロール３とロール４の間を通過させることでロール４上に塗膜５を形成する。同様に、ホッパー１’内の塗料２’を、所定の間隙を設けて配置された１対のロール３’とロール４’の間を通過させることでロール４’上に塗膜５’を形成する。

そして、ロール４とロール４’の間を走行する帯状の被塗布物６の両面に対して、ロール４およびロール４’上に形成された塗膜５および塗膜５’を転写することで、被塗布物６の両面に塗膜７および塗膜７’を形成する。

また、図４に示した従来の塗工装置に段付きロールを設けることで塗膜５および塗膜５’を部分的に除去して、被塗布物６の両面に、塗膜を間欠的に形成する塗工装置もある。

図５は、段付きロールを設けた従来の塗工装置を用いて、被塗布物６の両面に矩形状の塗膜を間欠的に形成させる構成とした塗工装置を示す断面模式図である。

図５に示す塗工装置では、ロール４に対して所定の間隙を設けて段付きロール８を配置し、塗膜５を被塗布物６に転写する前に、ロール４上に形成された塗膜５の一部分を除去するようにしている。同様に、ロール４’に対して所定の間隙を設けて段付きロール８’を配置し、塗膜５’を被塗布物６に転写する前に、ロール４’上に形成された塗膜５’の一部分を除去するようにしている。なお、ブレード１１およびブレード１１’によって、ロール４およびロール４’から除去して段付きロール８および段付きロール８’に付着した塗膜５および塗膜５’を掻き落とす。

このような構成とすることにより、被塗布物６の走行方向に塗膜７および塗膜７’が形成された部分と形成されていない部分を交互に設けること、すなわち間欠塗工が可能となる。

特許第２８６９１６号公報

しかしながら、図５に示した従来の構成の塗工装置では、被塗布物６の両面で互いに塗布位置が異なる塗膜を形成すること、すなわち、片面のみ塗膜を形成することはできなかった。

これは、図５に示した従来の塗工装置を用いて片面のみ塗膜を形成する場合、ロール４およびロール４’の間で被塗布物６の片面にしか塗膜が存在しないため、被塗布物６の表面に塗膜が接触しない（または、十分に圧力が印加されない）ため、被塗布物６に塗膜５’を転写することができないためである。

また、片面のみ塗膜を形成する部分に転写するためにロール４とロール４’の間隙を狭くした場合は、両面に塗膜を形成する部分に過剰な圧力が印加されるため、被塗布物６にロール４およびロール４’上の塗膜５および塗膜５’が全量転写されずに、一部転写残りが生じてしまう。

本発明は、上記従来の課題を考慮して、被塗布物の片面のみに塗膜を形成することが可能な塗工装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、平行な２本のロールの各表面に形成された塗膜を、両面転写部位において前記２本のロール間を走行する被塗布物に転写して、前記被塗布物の両面に塗膜を形成する塗工装置であって、前記両面転写部位の上流側において、前記被塗布物の片面のみに塗膜を転写するプレ転写機構を備えたことを特徴とする。

本発明により、被塗布物の片面のみに塗膜を形成することが可能な塗工装置を提供できる。

本発明の実施の形態における塗工装置を示す断面模式図 （ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態における、他の構成の塗工装置を示す断面模式図 （ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態における、他の構成の塗工装置を示す断面模式図 従来の塗工装置を示す断面模式図 段付きロールを設けた従来の塗工装置を示す断面模式図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の説明において、同じ構成部分には同じ符号を用いて、適宜、説明を省略している。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における塗工装置を模式的に示した断面模式図である。

図１に示す塗工装置は、押し付けロール９を備え、段付きロール８を段付きロール８ａに変え、被塗布物６の送り開始位置を変更した点が、図５に示した従来の塗工装置と異なる。

図１において、ホッパー１内の塗料２を、所定の間隙を設けて配置された１対のロール３とロール４の間を通過させることでロール４上に塗膜５を形成する。同様に、ホッパー１’内の塗料２’を、所定の間隙を設けて配置された１対のロール３’とロール４’の間を通過させることでロール４’上に塗膜５’を形成する。

ロール４とロール４’の間に帯状の被塗布物６を通過させることにより、ロール４とロール４’に挟まれた部分で、ロール４上に形成された塗膜５およびロール４’上に形成された塗膜５’が被塗布物６の両面に対して同時に押し付けられ、被塗布物６の両面に、塗膜７および塗膜７’が形成される。

なお、ロール４とロール４’に挟まれた部位が、本発明の両面転写部位の一例にあたる。

両面転写部位の上流側には、ロール４と所定の間隙を設けて、段付きロール８ａを配置している。段付きロール８ａの表面には凸部が設けられており、この凸部をロール４の表面に押し当てることによって、ロール４の表面に形成された塗膜５の一部分を除去する。また、ロール４の表面から除去されて段付きロール８ａの凸部に付着した塗膜５は、ブレード１１によって掻き落とされる。

図１に示す塗工装置によって、塗布面積の異なる（被塗布物の走行方向における塗膜の長さが異なる）塗膜を被塗布物の両面に形成することが可能になったため、図１の段付きロール８ａの凸部の表面積は、後述する段付きロール８’の凸部の表面積よりも大きくしている。

同様に、ロール４’についても、両面転写部位の上流側に、ロール４’と所定の間隙を設けて、段付きロール８’が配置されている。段付きロール８’の表面にも凸部が設けられており、この凸部でロール４’の表面に形成された塗膜５’の一部分を除去する。また、ロール４’の表面から除去されて段付きロール８’の凸部に付着した塗膜５’は、ブレード１１’によって掻き落とされる。

ここで、段付きロール８’の段差の凸部の周方向長さは、段付きロール８の段差の凸部の周方向長さより短くしている。これにより、一部が除去された塗膜５’の走行方向における長さを、一部が除去された塗膜５の走行方向における長さに比べて長くすることができる。すなわち、被塗布物６の片面にのみ塗膜７，７’を形成し、被塗布物６の両面に塗布位置が互いに異なる塗膜７および塗膜７’を形成することができる。

ただし、ロール４およびロール４’上に塗布位置が互いに異なる塗膜５および塗膜５’を形成する方法は、本発明では特に限定するものではない。例えば、図１の構成より制御が複雑になるが、ロール４およびロール４’に対して、ロール３およびロール３’を進退させ、さらに、ロール３およびロール３’の変位させるタイミングを互いに異なるものとする方法でも、ロール４およびロール４’上に走行方向長さが互いに異なる塗膜５および塗膜５’を形成することが可能である。

本実施の形態の塗工装置は、ロール４とロール４’に挟まれた両面転写部位の上流側に、走行方向長さが長い方の塗膜５’のみをロール４’上で被塗布物６に押し付けるための押し付けロール９を備えている。

押し付けロール９によって塗膜５’のみを被塗布物６に押し付けることにより、両面転写部位において、片面のみに塗膜７’が形成される被塗布物６の領域に、ロール４’上の塗膜５’を転写させることができる。このようにして、片面のみに塗膜を形成することによって、被塗布物６の両面に塗布面積（詳しくは、走行方向における塗膜の長さ）が互いに異なる塗膜７および塗膜７’を形成することができる。

ここで、押し付けロール９によって、塗膜５’のみを被塗布物６に押し付けるために、被塗布物６の送り開始位置をずらしている。具体的には、被塗布物６の送り開始位置を、図１に示すようにロール４’側（押し付けロール９側）にずらし、被塗布物６がロール４’に若干巻きつくようにしている。このようにロール４’側（押し付けロール９側）にすることで、押し付けロール９を用いて被塗布物６を塗膜５’に押し付けて転写することができる。

なお、両面転写部位の上流側で、押し付けロール９によって被塗布物６をロール４’へ押し付ける部分を、プレ転写部と呼ぶ。なお、ロール４’から所定間隔の位置に配置された押し付けロール９が、本発明のプレ転写ロールの一例にあたる。また、プレ転写ロールが、本発明のプレ転写機構の一例にあたる。

また、ロール４およびロール４’が、本発明の平行な２本のロールの一例にあたる。また、被塗布物６の塗膜７’が形成される側の面が、本発明の片面のみに塗膜が転写される面の一例にあたる。

図１に示す塗工装置の構成では、走行方向長さが長い方の塗膜７’のうち、両面転写部位で被塗布物６の両面に塗膜７および塗膜７’が形成される部分は、被塗布物６に対して２回押し付けられることになる。この２回は、具体的には、プレ転写部を通過するときと、両面転写部位を通過するときの２回である。したがって、被塗布物６上に形成される塗膜７’のうち、被塗布物６の両面に塗膜７および塗膜７’が形成される部分の厚さは、反対側の面に塗膜７が形成されない片面のみに塗膜７’が形成される部分の厚さよりも薄くなる。すなわち、被塗布物６の両面に塗膜７および塗膜７’が形成される部分の厚さと、片面のみに塗膜７’が形成される部分（すなわち、反対側の面に塗膜が形成されない部分）の厚さとは、完全に同じにはならない。

これらの厚さを同じにするためには、被塗布物６の両面に塗膜７および塗膜７’が形成される部分については、プレ転写部で被塗布物６をロール４’へ押し付けないようにすると共に、被塗布物６の片面のみに塗膜７’が形成される部分については、プレ転写部で被塗布物６をロール４’へ押し付けるようにすればよい。

図２（ａ）〜（ｃ）および図３（ａ）〜（ｃ）に、被塗布物６の両面に塗膜が形成される部分と被塗布物６の片面のみに塗膜が形成される部分の塗膜７’の厚さを同じにできる構成とした、本実施の形態の塗工装置の構成例を示す。

被塗布物６に形成される塗膜７および塗膜７’の全領域にわたり均一な厚みが要求される場合には、図２（ａ）〜（ｃ）または図３（ａ）〜（ｃ）に示すような構成の塗工装置を用いればよい。

図２（ａ）〜（ｃ）に示す塗工装置は、本発明のプレ転写機構として、図１の塗工装置の押し付けロール９に代えて、段付き押し付けロール１０を備えたものである。

図２（ａ）は、被塗布物６の両面に塗膜７，７’が形成される部分がプレ転写部を通過する際の断面図を示し、図２（ｂ）は、被塗布物６の片面のみに塗膜７’が形成される部分がプレ転写部を通過する際の断面図を示し、図２（ｃ）は、被塗布物６の両面共に塗膜が形成されない部分がプレ転写部を通過する際の断面図を示している。これらの図は、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）の順に、段付き押し付けロール１０が回転していく状態を示している。

段付き押し付けロール１０の表面には凸部が設けられている。被塗布物６の片面のみに塗膜７’が形成される部分がプレ転写部を通過する際に、段付き押し付けロール１０表面の凸部が被塗布物６をロール４’へ押し付けるように、段付き押し付けロール１０の回転が制御される。

なお、段付き押し付けロール１０が、本発明のプレ転写ロールの一例にあたる。

図２（ａ）に示すように、被塗布物６の両面に塗膜７，７’が形成される部分がプレ転写部を通過する際には、段付き押し付けロール１０表面の凸部が形成されていない部分がロール４’側に向いている。よって、被塗布物６は、ロール４’へ押し付けられない。

図２（ｂ）に示すように、被塗布物６の片面のみに塗膜７’が形成される部分がプレ転写部を通過する際には、段付き押し付けロール１０表面の凸部がロール４’と対向するように制御され、被塗布物６をロール４’側へ押し付ける。よって、被塗布物６の片面に塗膜７’が転写される。

図２（ｃ）に示すように、被塗布物６の両面共に塗膜が形成されない部分がプレ転写部を通過する際には、段付き押し付けロール１０表面の凸部が形成されていない部分がロール４’側と対向するように制御される。よって、被塗布物６はロール４’へ押し付けられない。

なお、被塗布物６の両面共に塗膜が形成されない部分がプレ転写部を通過する際には、ロール４’表面の塗膜５’は段付きロール８’によって除去されている。そのため、このときに被塗布物６がロール４’へ押し付けられても、被塗布物６には塗膜７’が転写されない。上記の説明では、図２（ｃ）の位置において、段付き押し付けロール１０表面の凸部が形成されていない部分がロール４’側と対向していることとしたが、塗膜５’を段付きロール８’によって除去した場合は、段付き押し付けロール１０表面の凸部が形成された側がロール４’側と対向する構成であっても転写されることはない。

図３（ａ）〜（ｃ）に示す塗工装置は、本発明のプレ転写機構として、図１の塗工装置の押し付けロール９に代えて、可動押し付けロール１２を備えたものである。

図３（ａ）は、被塗布物６の両面に塗膜７，７’が形成される部分がプレ転写部を通過する際の断面図を示し、図３（ｂ）は、被塗布物６の片面のみに塗膜７’が形成される部分がプレ転写部を通過する際の断面図を示し、図３（ｃ）は、被塗布物６の両面共に塗膜が形成されない部分がプレ転写部を通過する際の断面図を示している。これらの図は、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）の順に、被塗布物６が走行していく状態を示している。

可動押し付けロール１２は、段差のないロールである。この可動押し付けロール１２は、ロール４’に対して図３中の両方向矢印で示す向き（ロール４’の法線方向の向き）に進退可能なロールである。可動押し付けロール１２は、被塗布物６の片面のみに塗膜７’が形成される部分がプレ転写部を通過する際に、ロール４’に近い位置に移動して被塗布物６をロール４’側へ押し付け、ロール４’上に形成されている塗膜５’を被塗布物６へ転写するように制御される。

なお、可動押し付けロール１２が、本発明のプレ転写ロールの一例にあたる。

図３（ａ）に示すように、被塗布物６の両面に塗膜７，７’が形成される部分がプレ転写部を通過する際には、可動押し付けロール１２は、ロール４’から離れた位置に移動しており、被塗布物６はロール４’へ押し付けられない。

図３（ｂ）に示すように、被塗布物６の片面のみに塗膜７’が形成される部分がプレ転写部を通過する際には、ロール４’に近い位置に移動した可動押し付けロール１２は、被塗布物６をロール４’側へ押し付け、被塗布物６の片面に塗膜７’が転写される。

図３（ｃ）に示すように、被塗布物６の両面共に塗膜が形成されない部分がプレ転写部を通過する際には、可動押し付けロール１２は、ロール４’から離れた位置に移動しており、被塗布物６はロール４’へ押し付けられない。

なお、図３（ｃ）に示す、被塗布物６の両面共に塗膜が形成されない部分がプレ転写部を通過する際には、ロール４’に近い位置に移動した可動押し付けロール１２が、被塗布物６をロール４’側へ押し付ける状態であってもよい。

図２（ａ）〜（ｃ）および図３（ａ）〜（ｃ）に示すいずれの塗工装置も、プレ転写部において、被塗布物６の両面に塗膜７，７’が形成される部分に対しては、被塗布物６を押し付けない。そのため、被塗布物６の両面に塗膜７，７’が形成される部分については、両面転写部位で１回だけ押し付けがされる。したがって、被塗布物６に形成される塗膜７’の全領域にわたり、塗膜７’の厚さを均一にすることができる。

次に、本発明の実施例１〜３および比較例を以下に示す。なお、実施例１〜３は本発明の一実施例を示すものであり、本発明はこれらの実施例１〜３に限定されるものではない。

以下の実施例１〜３および比較例において、使用した塗料、および塗工装置の共通する構成要素、および塗工条件については、下記の記載する通りの同じものとした。

塗料には、平均粒子径１０μｍのカーボン粒子７０重量部に対して、１％カルボキシルメチルセルロース溶液３０重量部を混合したもので、粘度１０００Ｐａ・ｓのものを用いた。被塗布物６には、厚み１０μｍのＰＥＴフィルムを用いた。

図１、図２（ａ）〜（ｃ）および図５におけるロール３、ロール４、ロール３’、ロール４’には、いずれも外径１５０ｍｍのＳＵＳ３１６製のロールの表面に厚み１μｍのＤＬＣコーティングを施したものを用いた。

ロール４上の塗膜５の一部を除去するための段付きロール８、８ａ、およびロール４’上の塗膜５’の一部を除去するための段付きロール８’としては、いずれも、外径１４９ｍｍのロールに段差０．５ｍｍの凸部を設けたＳＵＳ３１６製のロールを用いた。また、段差の凸部の周方向の長さは、段付きロール８、８ａが８０ｍｍ、段付きロール８’が３０ｍｍとした。

塗工条件としては、被塗布物６の走行速度およびロール４、ロール４’、段付きロール８、８ａ、段付きロール８’の周速は５０ｍ／ｍｉｎとした。また、ロール３とロール３’の周速は２０ｍ／ｍｉｎとした。

そして、以下の各条件で、実施例１〜３および比較例によって、被塗布物６の両面に互いに長さの異なる塗膜を形成した。

（実施例１）
実施例１では、図１に示される本実施の形態の塗工装置を用いた。

また、実施例１では、ロール３とロール４との間隙、ロール３’とロール４’との間隙を、いずれも１００μｍとし、ロール４とロール４’との間隙を１６５μｍとした。また、ロール４と段付きロール８ａの段差の凸部における間隙と、ロール４’と段付きロール８’の段差の凸部における間隙とを、いずれも８０μｍとした。

押し付けロール９としては、外径１５０ｍｍのＳＵＳ３１６製のロールを用い、押し付けロール９とロール４’との間隙は９０μｍとした。押し付けロール９の周速は、ロール４’と等速の５０ｍ／ｍｉｎとした。

（実施例２）
実施例２では、実施例１と同じ塗工装置を用いて、ロール３とロール４の間隙を９５μｍとし、ロール４とロール４’の間隙を１６０μｍとした。実施例２では、ロール３とロール４の間隙、およびロール４とロール４’の間隙以外は、実施例１と同じ条件とした。

（実施例３）
実施例３では、図２に示される本実施の形態の他の形態の塗工装置を用いた。

実施例３では、段付き押し付けロール１０として、周方向長さ５０ｍｍで段差０．５ｍｍの凸部を設けたＳＵＳ３１６製のロールを用い、ロール４と段付き押し付けロール１０の段差の凸部における間隙を９０μｍとした。その他の条件は、実施例１および実施例２と同じとした。

ここで、段付き押し付けロール１０の凸部の段差の高さは、ロール４’上の塗膜５’に、段付き押し付けロール１０の凸部以外の部分が接触してしまわない程度に、十分な高さとしている。

（比較例）
比較例では、図５に示される従来の塗工装置を用いた。

比較例では、押し付けロール９を備えていない以外は、実施例１と同じ条件を用いた。

以上に示した実施例１〜３および比較例において作成した塗膜７および塗膜７’の各部分の膜厚を表１に示す。

表１から明らかなように、比較例では、被塗布物６の両面に互いに長さが異なる塗膜を形成することは不可能であったのに対し、実施例１〜３では、被塗布物６の両面に互いに長さが異なる塗膜７，７’を形成することができた。

実施例１および実施例２においては、塗布面積が大きい（走行方向の長さが長い）側の塗膜７’は、被塗布物６の両面に塗膜７および塗膜７’が形成されている部分と、片面のみに塗膜７’が形成されている部分とで約５μｍの厚み差が生じた。だが、実施例３では、被塗布物６の両面に形成された塗膜７および塗膜７’のいずれの部分においても、膜厚が均一な塗膜を形成することができた。よって、実施例３の条件は、特に高い膜厚精度を要求される分野において好適であることが確認できた。

このように、図２（ａ）〜（ｃ）または図３（ａ）〜（ｃ）に示すような構成の本実施の形態の他の形態の塗工装置を用いることにより、被塗布物の両面に塗布面積（走行方向における塗膜の長さ）が互いに異なる塗膜を高い膜厚精度で形成することが可能となる。

なお、本実施の形態では、被塗布物６の両面共に塗膜を間欠的に転写する構成で説明したが、被塗布物６の一方の面のみに間欠的に塗膜を形成させ、他方の面には連続して塗膜を形成させて被塗布物６の両面に同時に塗付する構成であっても、本発明を適用できる。

例えば、図１の構成において、段付きロール８’の無い構成とし、被塗布物６のロール４’側で転写される面については、ロール４’上に形成された切れ目の無い塗膜５’が連続して転写される構成であっても、本発明を適用できる。

本発明に係る塗工装置は、例えば、ニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタのような捲回型のエネルギー貯蔵素子の製造として有用である。

１、１’ ホッパー
２、２’ 塗料
３、３’、４、４’ ロール
５、５’ 塗膜
６ 被塗布物
７、７’ 塗膜
８、８’、８ａ 段付きロール
９ 押し付けロール
１０ 段付き押し付けロール
１１、１１’ ブレード
１２ 可動押し付けロール

Claims (7)

1. 平行な２本のロールの各表面に形成された塗膜を、両面転写部位において前記２本のロール間を走行する被塗布物に転写して、前記被塗布物の両面に塗膜を形成する塗工装置であって、
   前記両面転写部位の上流側において、前記被塗布物の片面のみに塗膜を転写するプレ転写機構を備えた、
   塗工装置。
2. 前記被塗布物の片面のみに塗膜が転写される前記被塗布物の面は、反対側の面より前記塗膜の塗布面積が大きい、
   請求項１に記載の塗工装置。
3. 前記２本のロールの各表面に形成された塗膜をそれぞれ除去するための２本の段付きロールを備え、
   前記プレ転写機構を備えた側の前記段付きロールの凸部の表面積が、他の側の前記段付きロールの凸部の表面積より小さい、
   請求項１または２に記載の塗工装置。
4. 前記プレ転写機構は、前記被塗布物を挟んで、前記プレ転写機構を備えた側の前記ロールと平行に配置されたプレ転写ロールである、
   請求項１から３いずれか１項に記載の塗工装置。
5. 前記プレ転写ロールが、段付きロールである、
   請求項４に記載の塗工装置。
6. 前記プレ転写ロールが、前記被塗布物に向けて移動可能な可動ロールである、
   請求項４に記載の塗工装置。
7. 前記被塗布物の送り開始位置が、前記プレ転写機構を備えたロール側の位置である、
   請求項１から６いずれか１項に記載の塗工装置。

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