JP2013052353A - Apparatus and method of manufacturing functional sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被塗工物の表面に間欠状に塗膜を形成する機能性シートの製造装置および方法に関するものである。 The present invention relates to a functional sheet manufacturing apparatus and method for forming a coating film intermittently on the surface of an object to be coated.
従来、塗膜の間欠状のパターン（以下、間欠パターンと呼ぶ）を形成した機能性シート（例えば、キャパシタ、燃料電池、リチウムイオン二次電池等の電極やディスプレイの光学フィルム）の製造方法として、ダイやロールを用いて間欠的に塗工する方法が使用されている。 Conventionally, as a manufacturing method of a functional sheet (for example, an electrode or an optical film of a display such as a capacitor, a fuel cell, or a lithium ion secondary battery) in which an intermittent pattern of a coating film (hereinafter referred to as an intermittent pattern) is formed, A method of intermittent application using a die or a roll is used.
しかし、表面塗膜と裏面塗膜の走行方向における間欠パターンの両端位置が異なる場合は、ダイやロールを用いた方法では、間欠状に塗膜が形成できないことがある。これは、表面を塗工した後に裏面を塗工する時に、表面の塗膜が有る部分と無い部分が発生するため、ダイやロールと塗工対象との間隙が順次変化するためである。そのため、連続的に塗工したシートから間欠的に塗膜を除去する方法が使用されている（例えば、特許文献１参照）。 However, when the both end positions of the intermittent pattern in the running direction of the front surface coating film and the back surface coating film are different, the coating film may not be formed intermittently by a method using a die or a roll. This is because when the back surface is applied after the surface is coated, a portion having a coating film on the surface and a portion not having the surface are generated, and the gap between the die or roll and the object to be coated is sequentially changed. For this reason, a method of intermittently removing the coating film from the continuously coated sheet is used (for example, see Patent Document 1).
図９（ａ）〜（ｄ）に、特許文献１に記載された間欠パターンを形成した機能性シートの製造方法を説明するための断面模式図を示す。 9A to 9D are schematic cross-sectional views for explaining a method for manufacturing a functional sheet on which an intermittent pattern described in Patent Document 1 is formed.
図９（ａ）に示すように、集電体１０１上下に連続的に活物質層１０５が塗工された電極１０２の上を、所定の間隔で空隙部が設けられたマスキングプレート１１１で覆い、図９（ｂ）に示すように、その空隙部に活物質層１０５に含まれる結着剤を溶解または膨潤し得る溶剤１１３をノズル１１２から噴霧する。これにより、図９（ｃ）に示すように、非固化領域１０５ａを形成する。そして、図９（ｄ）に示すように、その非固化領域１０５ａを、粘着性材料などによる剥離により除去して、活物質層１０５に間欠部１１５を形成する。このようにして、連続的に塗工したシートから間欠的に塗膜を除去する。
As shown in FIG. 9A, the upper side of the
しかしながら、上記した間欠パターンを形成した機能性シート材の従来の製造方法では、連続的に塗工した後に不要な部分の塗膜を剥離する必要がある。そのために、塗工機に加えて剥離装置が必要であり、コストが増加する上、工程が増えるために生産性が低下するという問題がある。 However, in the conventional manufacturing method of the functional sheet material in which the intermittent pattern described above is formed, it is necessary to peel off an unnecessary portion of the coating film after continuous coating. For this reason, a peeling device is required in addition to the coating machine, and there is a problem that the cost is increased and the productivity is reduced due to an increase in the number of steps.
本発明は、上記問題を考慮して、表面塗膜と裏面塗膜の走行方向における間欠パターンの両端位置が異なる場合においても、塗膜の塗布始端から塗布終端に至るまでの膜厚の均一性に優れる機能性シートの製造装置および方法を提供することを目的とする。 In consideration of the above problems, the present invention provides film thickness uniformity from the coating start to the end of coating even when the positions of both ends of the intermittent pattern in the running direction of the surface coating and the back coating are different. It is an object of the present invention to provide a functional sheet manufacturing apparatus and method that excel in performance.
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、片面に間欠的に塗膜が形成され未塗工部分を有するシート状の基材を、基材搬送ロールユニットの搬送面に前記片面を接触させた状態で搬送しながら、前記片面の反対側の面に間欠的に塗膜を形成して機能性シートを製造する機能性シートの製造装置であって、前記基材搬送ロールユニットは、回転することにより前記基材を搬送する前記搬送面を有する搬送ロール部と、未塗工部補完プレートと、搬送方向における前記未塗工部補完プレートと前記未塗工部分との位置を合わせ、前記基材の搬送に同期させながら前記未塗工部補完プレートを移動させる補完プレート移動機構と、を有する、機能性シートの製造装置である。 In order to solve the above-described problem, the first aspect of the present invention provides a sheet-like base material having an uncoated portion on which a coating film is intermittently formed on one side, and the single-sided side on the conveyance surface of the substrate conveyance roll unit. Is a functional sheet manufacturing apparatus that manufactures a functional sheet by intermittently forming a coating film on the surface opposite to the one side while transporting the substrate in a contact state, and the base material transport roll unit includes: Align the positions of the transport roll section having the transport surface for transporting the base material by rotating, the uncoated part complementary plate, and the uncoated part complementary plate and the uncoated part in the transport direction. And a complementary plate moving mechanism for moving the uncoated portion complementary plate while synchronizing with the conveyance of the base material.
また、上述した課題を解決するために、第２の本発明は、片面に間欠的に塗膜が形成され未塗工部分を有するシート状の基材を、基材搬送ロールユニットの搬送面に前記片面を接触させた状態で搬送しながら、前記片面の反対側の面に間欠的に塗膜を形成して機能性シートを製造する機能性シートの製造方法であって、前記基材搬送ロールユニットは、回転することにより前記基材を搬送する前記搬送面を有する搬送ロール部と、未塗工部補完プレートと、を有し、搬送方向における前記未塗工部補完プレートと前記未塗工部分との位置を合わせ、前記基材の搬送に同期させながら前記未塗工部補完プレートを移動させる、機能性シートの製造方法である。 In order to solve the above-described problem, the second aspect of the present invention provides a sheet-like base material having a coating film intermittently formed on one side and having an uncoated portion on the conveyance surface of the substrate conveyance roll unit. A functional sheet manufacturing method for manufacturing a functional sheet by forming a coating film intermittently on a surface opposite to the one side while transporting the single side in contact with the base material transport roll. The unit includes a transport roll unit having the transport surface that transports the base material by rotating, and an uncoated portion complementary plate, and the uncoated portion complementary plate and the uncoated portion in the transport direction It is a manufacturing method of a functional sheet which adjusts a position with a part and moves the uncoated part complementation plate synchronizing with conveyance of the substrate.
本発明により、表面塗膜と裏面塗膜の走行方向における間欠パターンの両端位置が異なる場合においても、塗膜の塗布始端から塗布終端に至るまでの膜厚の均一性に優れる機能性シートの製造装置および方法を提供できる。 According to the present invention, even when the positions of both ends of the intermittent pattern in the running direction of the surface coating film and the back coating film are different, the production of a functional sheet having excellent film thickness uniformity from the coating start end to the coating end Apparatus and methods can be provided.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における機能性シートの塗工装置を示した断面模式図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a functional sheet coating apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
本実施の形態１の塗工装置は、シート状の基材７の片面（表面）に間欠状に塗膜６を形成する工程と、その後、その片面に塗膜６を形成した基材７の反対側の面（裏面）に間欠状に塗膜１６を形成する工程により、基材７の両面に塗膜が形成された機能性シート９を製造する塗工装置である。図１は、塗膜６を形成した面（表面）の反対側の面（裏面）に塗膜１６を形成するときの断面模式図を示している。
The coating apparatus according to the first embodiment includes a step of forming the coating film 6 intermittently on one side (surface) of the sheet-
なお、以降、図１の状態で塗膜６がすでに形成されたバックアップロール３と対向する側の基材７の面を、表面と呼ぶ。また、図１の状態で塗膜１６を形成する転写ロール２と対向する側の基材７の面を、裏面と呼ぶ。
Hereinafter, the surface of the
本実施の形態１の塗工装置は、供給タンク５内に蓄えられた塗料４を、回転する調厚ロール１と転写ロール２との間隙を通過させる事により、塗膜６、１６を形成する。
The coating apparatus according to the first embodiment forms the
なお、図１に示した調厚ロール１、転写ロール２、バックアップロール３、および間欠ロール８は、それぞれ矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの方向に回転する。 The thickness adjusting roll 1, the transfer roll 2, the backup roll 3, and the intermittent roll 8 shown in FIG. 1 rotate in the directions of arrows A, B, C, and D, respectively.
転写ロール２と対向する間欠ロール８の円筒面の表面には、所定の長さの凸形状の間欠ヘッド８ａが形成されている。間欠ロール８は、転写ロール２表面に形成された塗膜６、１６に間欠ヘッド８ａが接触する位置に配置されている。
A convex
間欠ヘッド８ａに接した塗膜６、１６の一部分は、転写ロール２上から間欠ヘッド８ａ上に間欠部として転写される。
A part of the
間欠ヘッド８ａが回転する軌跡上にはカキトリブレード１０が設けられており、間欠ヘッド８ａ上に転写された塗膜６、１６を除去する機能を有している。この間欠ヘッド８ａ上の塗膜６、１６の除去により、間欠ヘッド８ａは転写ロール２上から塗膜６、１６を転写する前の状態に戻る。ここで、カキトリブレード１０で間欠ヘッド８ａから掻き取られた後の塗膜６、１６である回収塗膜１２は、カキトリブレード１０の近傍に設けられた回収ボックス１１に回収される。
A
一方、間欠ヘッド８ａ上に転写されなかった塗膜６、１６の一部は、回転するバックアップロール３に抱きついた基材７と転写ロール２との間隙を通過して基材７に転写される。その結果、基材７に間欠状に塗膜が形成された機能性シート９を製造することができる。
On the other hand, a part of the
このようにして製造された機能性シート９は、塗膜６、１６に含まれている成分に応じた方式で、乾燥もしくは硬化される。乾燥させる場合の方式としては、熱風、遠赤外、中赤外、電磁誘導加熱等が使用できる。硬化させる場合の方式としては、ＵＶ、ＥＢ、熱硬化等が使用できる。
The
裏面塗工時には、図１に示すように、先に片面に間欠状の塗膜６を形成した状態のシート状の基材７をバックアップロール３に抱きつかせ、表面塗工時と同じように基材７の裏面に塗膜１６を転写する。
As shown in FIG. 1, when the back surface coating is performed, the sheet-
図２に、本実施の形態１のバックアップロール３の模式構成図を示す。 In FIG. 2, the schematic block diagram of the backup roll 3 of this Embodiment 1 is shown.
バックアップロール３は、基材７を定速で送るロール状の回転機構αと、回転機構αとは別動力を持った回転機構βを備えている。回転機構βには、着脱可能なプレート１３が取り付けられている。
The backup roll 3 includes a roll-shaped rotation mechanism α that feeds the
回転機構αは、円筒面の表面で基材７を搬送する搬送ロール４０と、搬送ロール４０を回転させて基材７を一定速度で走行させるモーター４３で構成される。搬送ロール４０は、搬送する基材７の幅以上の幅がある。搬送ロール４０は、基材７の左右方向全体に亘って基材７が搬送ロール４０の円周面に接触するようにして基材７を搬送する。
The rotation mechanism α includes a
なお、図１は、搬送される基材７を含む部分における断面図なので、バックアップロール３の部分として、回転機構αの搬送ロール４０が図示されている。
Since FIG. 1 is a cross-sectional view of a portion including the
回転機構βは、搬送ロール４０の両側に配置されるロール状のプレート回転ロール４１、４２と、モーター４３とは別の駆動源であるモーター４４と、モーター４４の駆動力をプレート回転ロール４１、４２に伝達するプーリ４５、４６およびベルト４７、４８で構成される。
The rotation mechanism β includes roll-shaped
なお、モーター４４の回転をプレート回転ロール４１、４２に正確に伝達するために、プーリ４５、４６として歯車を切ったタイミングプーリを用い、ベルト４７、４８として、タイミングプーリの歯車に噛み合う溝を付けたタイミングベルトを用いるのが望ましい。また、プーリ４５、４６およびベルト４７、４８の構成に代えて、歯車とチェーンによってモーター４４の回転をプレート回転ロール４１、４２に伝達する構成としてもよい。
In order to accurately transmit the rotation of the
２つのプレート回転ロール４１および４２には、基材７の表面の塗膜６と同じ厚みを持つプレート１３が連結され、プレート１３は、回転機構βによって搬送ロール４０の円周上を回転する構成となっている。また、プレート１３が２つのプレート回転ロール４１および４２に連結された際の、回転方向（矢印Ｃの方向）の長さは、基材７の表面の塗膜６が間欠的に形成されていない部分（未塗工部分）の長さよりも１〜２ｍｍ程度短い。
A
回転機構αと回転機構βは、独立した別の駆動源であるモーター４３と４４でそれぞれ駆動される。そのため、バックアップロール３は、プレート１３を基材７の搬送速度（搬送ロール４０の回転速度）とは異なった速度で回転させる事が可能となっている。
The rotation mechanism α and the rotation mechanism β are driven by
なお、表面塗工時には、回転機構βは、プレート１３を外した状態、または転写ロール２とバックアップロール３が対向する側とは反対側の位置に待機させた状態にしておく。これらの状態にすることで、本実施の形態１の塗工装置は、表面塗工時に、プレート１３の動作をさせない。
At the time of surface coating, the rotation mechanism β is in a state where the
なお、バックアップロール３が、本発明の基材搬送ロールユニットの一例にあたる。また、プレート１３が、本発明の未塗工部補完プレートの一例にあたる。また、回転機構αが、本発明の搬送ロール部の一例にあたり、搬送ロール４０が、本発明の搬送回転体の一例にあたり、モーター４３が、本発明の第１駆動源の一例にあたる。また、回転機構βが、本発明の補完プレート移動機構の一例にあたり、プレート回転ロール４１、４２が、本発明のプレート回転体の一例にあたり、モーター４４が、本発明の第２駆動源の一例にあたる。
The backup roll 3 corresponds to an example of the base material transport roll unit of the present invention. Moreover, the
また、裏面塗工時に、すでに塗膜６が形成されている部分、すなわち、表面の塗膜間欠部分を検出するセンサー１４を備えている。センサー１４は、搬送される基材７の表面に形成されている塗膜６の後端部分である塗膜端部６ａを検出する。
Moreover, the
図３に、本実施の形態１の塗工装置の、回転機構α、回転機構βおよびセンサー１４の裏面塗工時の動作フローを表したフローチャートを示す。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation flow of the coating apparatus according to the first embodiment when the rotation mechanism α, the rotation mechanism β, and the
図３のフローに沿って、裏面塗工時の、回転機構α、回転機構βおよびセンサー１４の動作について説明する。
The operations of the rotation mechanism α, the rotation mechanism β, and the
回転機構αは、運転開始指示を受けると、モーター４３が回転を開始し、搬送ロール４０が回転して運転を開始する（ステップＳ４０）。基材７は、搬送ロール４０の回転によって走行速度Ｖで走行する（ステップＳ４１）。その後、回転機構αは、停止信号を受ける（ステップＳ４２の「Ｙ」）まで運転を継続し、停止信号を受けると、モーター４３を停止させて運転を停止する（ステップＳ４３）。
When the rotation mechanism α receives the operation start instruction, the
ここで、センサー１４が、走行している基材７の表面の塗膜端部６ａを検出する（ステップＳ４９の「Ｙ」）と、回転機構βが動作を開始する（ステップＳ５０）。
Here, when the
回転機構βは、センサー１４からバックアップロール３と基材７とが接触する地点Ｑまでの距離Ｌと、基材７の走行速度Ｖから、センサー１４で検出された塗膜端部６ａの到達時間を計算する。そして、この到達時間を用いて、プレート回転方向端部１３ａとセンサー１４で検出された塗膜端部６ａとの隙間がバックアップロール３と基材７が接触する地点Ｑで２ｍｍ以下になるように、プレート１３の移動速度ＶＡを算出する（ステップＳ５１）。そして、基材７が走行する方向に、プレート１３が移動速度ＶＡで移動するように、モーター４４の回転を開始する（ステップＳ５２）。
The rotation mechanism β is based on the distance L from the
回転機構βは、塗膜端部６ａが地点Ｑに到達した（ステップＳ５３）後、転写ロール２上の塗膜１６とバックアップロール３上の基材７が接触する地点Ｏまでに、プレート回転方向端部１３ａと塗膜端部６ａとの隙間が２ｍｍ以下から１ｍｍ以下になるように、プレート１３の移動速度ＶＢを算出する（ステップＳ５４）。そして、プレート１３が移動速度ＶＢで移動するように、モーター４４の回転数を変更する（ステップＳ５５）。
In the rotation mechanism β, after the
そして、回転機構βは、塗膜端部６ａが地点Ｏに到達した（ステップＳ５６）後、バックアップロール３と基材７が離間してプレート１３と基材７の表面塗膜が完全に接触する事の無い待機位置Ｐまで、プレート１３が基材７の走行速度Ｖで移動するようにモーター４４を回転させる（ステップＳ５７）。プレート回転方向端部１３ａが地点Ｐに到達する（ステップＳ５８）と、センサー１４が再び塗膜端部６ａを検出するまで、モーター４４の回転を停止し、プレート１３を待機させる（ステップＳ５９）。
Then, after the
このように、プレート１３を基材７の搬送速度に同期させて回転させることにより、基材７表面の塗膜６が形成されていない部分（未塗工部分）がバックアップロール３の部分を通過する間、基材７の未塗工部分にプレート１３が挿入された状態で基材７が搬送されていく。このとき、プレート１３が、基材７とバックアップロール３の円周面との間に配置される部分が、本発明の、未塗工部分の空間の一例にあたる。
Thus, by rotating the
なお、プレート１３の表面は二硫化モリブデンやダイヤモンドライクカーボンコートといった低摩擦表面処理が施してある。そのため、基材７の表面未塗工部内でプレート１３が移動しても、基材７との摩擦が低いため、プレート１３は基材７に影響を及ぼさない。
The surface of the
なお、上記において、塗膜端部６ａが地点Ｑに到達するタイミングが、本発明の、未塗工部補完プレートの先端位置が未塗工部分に合わさる時点の一例にあたる。また、プレート回転方向端部１３ａが地点Ｑから地点Ｏまで移動する期間が、本発明の、未塗工部補完プレートの移動速度が基材の搬送速度よりも速くなる期間の一例にあたる。
In addition, in the above, the timing when the coating-
図４（ａ）〜（ｄ）は本実施の形態１の塗工装置による、裏面塗工時の間欠塗工方法を説明する断面模式図である。図４（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、本実施の形態１の塗工装置の断面を示している。 4A to 4D are schematic cross-sectional views illustrating an intermittent coating method at the time of back surface coating by the coating apparatus according to the first embodiment. 4A to 4D each show a cross section of the coating apparatus of the first embodiment.
図４（ａ）は、表面塗膜端部検出の状態を示す模式図である。図４（ｂ）は、間欠ロール８による間欠部形成の状態を示す模式図である。図４（ｃ）は、間欠ロール８による間欠部形成後の状態を示す模式図である。図４（ｄ）は、プレート１３で基材７の表面塗膜が無い部分を補いつつ、塗膜１６を基材７の裏面に転写している状態を示す模式図である。これらの図は、図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）の順に、バックアップロール３およびプレート１３が回転していく状態を示している。
Fig.4 (a) is a schematic diagram which shows the state of a surface coating-film edge part detection. FIG. 4B is a schematic diagram showing a state of intermittent part formation by the intermittent roll 8. FIG. 4C is a schematic diagram illustrating a state after the intermittent portion is formed by the intermittent roll 8. FIG. 4D is a schematic diagram showing a state in which the
まず、図４（ａ）に示すように、供給タンク５内に蓄えられた塗料４を、回転する調厚ロール１と転写ロール２との間隙を通過させることにより、転写ロール２上に塗膜１６を形成する。このとき、基材７の蛇行によって、ロール幅方向において基材７が露出した部分が生じるのを避けるため、調厚ロール１および転写ロール２で形成される塗膜１６の幅は、基材７の走行時の蛇行制御範囲が１ｍｍの場合、基材７の幅より１ｍｍ以上広く設定することが望ましい。この理由については後述する。
First, as shown in FIG. 4 (a), the
調厚ロール１、転写ロール２の表面には、離型性を高めるために、例えばシリコンやフッ素に代表される離型性が高い材質を含む樹脂およびそれらの成分が含浸または含有した複合金属物を用いることが望ましい。前述の複合金属物の具体例としては、ＳＵＳロールを規則的に溝加工したまたはブラストして荒らした面に、シリコンまたはフッ素に代表される離型性が高い材質をコートし、平滑な面が得られるように円周面を加工したものを用いることが望ましい。また、その他の具体例としては、規則的もしくはランダムに、シリコンまたはフッ素に代表される離型性が高い材質を有する面を部分的に表面に出した材料を用いることが望ましい。また、その他の具体例としては、クロムをメッキした際に生じる小さなクラックにシリコンまたはフッ素に代表される離型性が高い材質を溶融させて塗布した後に、その表面を研磨してランダムにシリコンまたはフッ素に代表される離型性が高い材質を有する面を部分的表面に出した材料（フッ素を含有したニッケルメッキなど）を、用いることが望ましい。 In order to enhance the releasability, the surface of the thickness adjusting roll 1 and the transfer roll 2 is made of, for example, a resin containing a material having a high releasability represented by silicon or fluorine and a composite metal material impregnated or contained with those components. It is desirable to use As a specific example of the above-mentioned composite metal object, a smooth surface is formed by coating a SUS roll regularly grooved or blasted with a material having high releasability such as silicon or fluorine. It is desirable to use what processed the circumference so that it may be obtained. As another specific example, it is desirable to use a material that has a surface with a part having a high releasability represented by silicon or fluorine partially or regularly. Further, as another specific example, after melting and applying a material having high releasability represented by silicon or fluorine to small cracks generated when chromium is plated, the surface is polished to randomly generate silicon or silicon. It is desirable to use a material (such as a nickel plating containing fluorine) in which a surface having a high releasability represented by fluorine is partially exposed.
一方で、表面に間欠状の塗膜が形成された基材７上の塗膜端部６ａをバックアップロール３の手前に設けられたセンサー１４で検出し、回転機構βの速度プログラムにより、プレート１３の移動速度が計算される。
On the other hand, the
その計算過程を数１に示す。式（１）〜式（３）は、地点Ｐから地点Ｑまでのプレート１３の平均速度ＶＡを算出する過程を示し、式（４）〜式（６）は、地点Ｑから地点Ｏまでのプレート１３の平均速度ＶＢを算出する過程を示している。
The calculation process is shown in Equation 1. Equations (1) to (3) show the process of calculating the average speed VA of the
まず、バックアップロール３と基材７が接触する地点Ｑからセンサー１４までの距離Ｌと基材７の走行速度Ｖおよびプレート１３の待機位置Ｐとから、式（１）〜式（３）により、プレート回転方向端部１３ａと塗膜端部６ａとの間隙が地点Ｑで２ｍｍ以下になるように、プレート１３の平均速度ＶＡが算出される。
First, from the distance L from the point Q where the backup roll 3 and the
塗膜端部６ａがセンサー１４で検出された位置から地点Ｑに達するまでの時間ｔ１は、式（１）で表される。
A time t1 from when the
プレート１３が、待機位置Ｐから、バックアップロール３と基材７が接触する地点Ｑの２ｍｍ手前に達するまでの時間ｔ２は、式（２）で表される。
Time t2 until the
ここで、塗膜端部６ａが地点Ｑに到達するのはｔ１＝ｔ２なので、地点Ｐから地点Ｑまでのプレート１３が移動する平均速度ＶＡは、式（３）により算出される。
Here, since it is t1 = t2 that the
更に、式（４）〜式（６）により、バックアップロール３と基材７が接触する地点Ｑから転写ロール２上の塗膜１６がバックアップロール３上の基材７に接触する地点Ｏまでの区間で、プレート回転方向端部１３ａと塗膜端部６ａとの間隙が地点Ｏで１ｍｍ以下になるように、プレート１３の平均速度ＶＢが算出される。
Further, according to the equations (4) to (6), from the point Q where the backup roll 3 and the
塗膜端部６ａが地点Ｑから地点Ｏに達するまでの時間ｔ３は、式（４）で表される。
The time t3 until the
一方、プレート回転方向端部１３ａが、地点Ｑの２ｍｍ手前の位置から地点Ｏの１ｍｍ手前の位置に達するまでの時間ｔ４は、式（５）で表される。
On the other hand, the time t4 until the plate rotation
ここで、プレート回転方向端部１３ａと塗膜端部６ａとの間隙が地点Ｏで１ｍｍ以下となるのはｔ３＝ｔ４なので、地点Ｑから地点Ｏまでのプレート１３が移動する平均速度ＶＢは、式（６）により算出される。
Here, since the gap between the plate rotation direction end 13a and the
なお、プレート１３の回転方向の両端部と表面に形成されている塗膜６とが接触しないように、プレート１３の回転方向長さは表面の塗膜６が無い箇所（未塗工部）の長手方向長さより１ｍｍ以上短い事が望ましい。また、プレート１３の厚みは表面塗膜６の厚みと同じ厚みである事が望ましい。
It should be noted that the length of the
また、ダイ塗工や事前に計量したウェット塗膜を塗りつける方式の場合、ウェット塗膜が液切れを起こさない範囲内であればプレート１３を薄くしても良い。基材７の表面とダイノズルとのギャップをＨとしたとき、ギャップＨとダイノズルから塗出されるウェット厚みｈとの比が数２を満たす範囲であれば、ウェット塗膜の液切れが起こらない。
Further, in the case of a method of applying a die coating or a wet coating film measured in advance, the
プレート１３の材質としては、基材または塗膜の特性に合せて、塗膜を変質または破壊させないものであれば、金属系または樹脂系のどちらを選んでも良い。なお、基材７の表面に形成した塗膜６と同等の弾力性を有する材質を用いれば、機材７の裏面に形成する塗膜１６の厚さの変動を抑制することができる。
As the material of the
地点Ｑで、プレート回転方向端部１３ａと基材７が接触する可能性があるので、プレート回転方向端部１３ａの先端で基材７を傷つける事が無いように、プレート回転方向端部１３ａにＲ＝０．１［μｍ］の角丸め処理を施しておくことが望ましい。
At the point Q, there is a possibility that the plate rotation direction end 13a and the
基材７表面の塗膜間距離が短い場合は、プレート１３は複数枚設けても良い。
When the distance between the coating films on the surface of the
センサー１４には、光線の反射、透過を利用した光学式、音波の反射や減衰を利用した音波式、物理的に段差を検出する接触式などが使用できる。センサー１４は、基材または塗膜の特性に合せて、塗膜を変質または破壊させないものを選ぶ。
The
また、図４（ａ）において、表面に間欠ヘッド８ａが形成された間欠ロール８は、センサー１４で検出した基材７上の塗膜端部６ａの位置から裏面用の間欠部を形成し始める動作開始時間を計算し、その動作開始時間が来るまで、転写ロール２上の塗膜１６と間欠ヘッド８ａが接触しない位置まで移動し、待機しておく。
4A, the intermittent roll 8 having the
一方で、プレート１３は、数１で計算したタイミングにしたがって、速度を可変して移動を行う。
On the other hand, the
そして、図４（ｂ）に示すように、間欠ヘッド８ａが表面に形成された間欠ロール８に接触した転写ロール２上の塗膜１６は、転写ロール２より間欠ヘッド８ａへの転写を開始する。
And as shown in FIG.4 (b), the
間欠ヘッド８ａと接触した転写ロール２上の塗膜１６の一部は、転写ロール２より間欠ヘッド８ａへ転写される。
A part of the
間欠ヘッド８ａの間欠ヘッド回転方向端部８ｂには、塗膜１６に対し離型性を持ったシリコンまたはフッ素に代表される材質が塗布されている。間欠ヘッド８ａの間欠ヘッド弧部分８ｃは、例えば、ＳＵＳ研磨仕上げ、もしくはクロムメッキ仕上げ、ニッケルメッキのものを用いることが望ましい。
A material represented by silicon or fluorine having releasability with respect to the
間欠ヘッド８ａと間欠ロール８表面との段差は、塗膜１６が間欠ロール８の表面に接触しないように、転写ロール２上の塗膜１６の厚みの２倍以上であることが望ましい。
The step between the
転写ロール２と間欠ヘッド８ａとの間隙は、転写ロール２上の塗膜１６と接触する必要があるため、「塗膜１６の厚み＋転写ロール２と間欠ロール８の機械精度」以下で設定する必要がある。この間隙が塗膜１６の厚みの２／３より広い時は、塗膜１６の材料組成によっては間欠ヘッド８ａの挿入が浅くなり、間欠開始部の直線性が悪くなることもある。そのため、この間隙は、塗膜１６の厚みの２／３以下に設定することが望ましい。
Since the gap between the transfer roll 2 and the
一方、プレート１３は、地点Ｑにおいて、プレート１３の回転方向端部１３ａが基材７表面に形成されている塗膜６の塗膜端部６ａと接触して破損しないように、プレート回転方向端部１３ａと塗膜端部６ａとの間隙が１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲を保つことが望ましい。この間隙が１ｍｍ未満の場合、基材７とプレート１３を駆動するそれぞれの回転機構あるいは一方の回転機構に速度変動が生じた時に接触する恐れがあるため、この間隙を１ｍｍ以上に保つのが望ましい。また、この間隙が２ｍｍを超えた場合、基材７に掛かる張力によるが、基材７のたるみや伸びによる転写ロール２と基材７との間隙が広がる事による塗工不良や、基材７とプレート１３の回転方向端部１３ａの角部と接触する箇所に集中荷重が発生し、基材７が切れるといった不良が発生しやすくなるため、この間隙を２ｍｍ以下に保つのが望ましい。
On the other hand, at the point Q, the
そして、図４（ｃ）に示すように、間欠ヘッド８ａに転写ロール２上から転写された回収塗膜１２は、間欠ヘッド８ａの周回軌道上に設置されたカキトリブレード１０により掻き取られ回収ボックス１１に回収される。
Then, as shown in FIG. 4C, the recovered
そして、図４（ｄ）に示すように、基材７の表面に塗膜６が形成されていない部分（未塗工部）の反対側の面に転写ロール２上の塗膜１６を転写する際には、プレート１３が基材７の表面の未塗工部を補い、転写ロール２上の塗膜１６が基材７の裏面に転写される。
And as shown in FIG.4 (d), the
このようにして、間欠ヘッド８ａ上に転写されなかった塗膜１６の一部は、回転するバックアップロール３に抱きついた基材７と転写ロール２との間隙を通過して基材７に転写され、基材７の両面に間欠状に塗膜６、１６が形成された機能性シート９が製造される。
In this way, a part of the
バックアップロール３の表面材質としては、ＳＵＳ研磨仕上げ、もしくはクロムメッキ仕上げ、ニッケルメッキのものを用いる。 As the surface material of the backup roll 3, a SUS polished finish, a chrome plated finish, or a nickel plated finish is used.
基材７は、機能性シートで必要とする機能によって種々使い分けることが望ましい。例えば、基材７を集電体として使用する電子部品の場合、基材７は、アルミニウム箔、銅箔、ニッケル箔等が使用できる。また、例えば、光学フィルムのように最終的に基材７から剥離して別部材に貼り合せるようなシートの場合、基材７は、離型ＰＥＴ、離型ＰＰ、離型ＰＥなどが使用できる。
It is desirable that the
カキトリブレード１０の材質としては、間欠ヘッド８ａの表面材質を損傷させない材質で、且つ間欠ヘッド８ａに密着して塗膜６、１６を掻き取るために弾性のある材質であることが望ましい。例えば、ＰＥＴ、ＰＰ、ジュラコン（登録商標）、ナイロン（登録商標）などの樹脂ブレードが使用できる。樹脂ブレード以外の材質のブレードであっても、前述の要件を満たす材質であれば使用できる。
The material of the
間欠ヘッド８ａの回転速度はシーケンサーにより制御される。転写ロール２上の塗膜６、１６と間欠ヘッド８ａが接している時は、間欠ヘッド８ａは、転写ロール２の周速と等速で回転する。転写ロール２上の塗膜６、１６と間欠ヘッド８ａが接している時以外については、得たい間欠塗布長さによって、間欠ヘッド８ａが軌道上を通る平均移動速度ＶＣ［ｍｍ／ｓ］は変速する。
The rotation speed of the
間欠ヘッド８ａが軌道上を通る平均移動速度ＶＣ［ｍｍ／ｓ］は数３で算出される。
The average moving speed VC [mm / s] through which the
カキトリブレード１０から離脱した回収塗膜１２は、カキトリブレード１０近傍に設けられた回収ボックス１１に回収される。
The recovered
回収塗膜１２は、塗料の性状により、新たに溶媒を付加して、再利用できるものは再利用することで、塗料の利用率を高める事ができる。
Depending on the properties of the paint, the recovered
本実施の形態１では、塗料４の転写について、図１に示す塗工装置を用いて次のようにして試験した。
In the first embodiment, the transfer of the
調厚ロール１、転写ロール２およびバックアップロール３を回転させている状態において、一定量の塗料４を転写元の調厚ロール１表面に投入供給して、調厚ロール１と転写ロール２との間のギャップで調厚しつつ、転写ロール２上に形成した塗膜６を、転写ロール２とバックアップロール３との間隙でバックアップロール３上を走行する基材７に転写する。
In a state where the thickness adjusting roll 1, the transfer roll 2 and the backup roll 3 are rotated, a predetermined amount of
転写ロール２上の塗膜６に間欠ヘッド８ａを所定の間隔で密着および離間させることで転写ロール２上の塗膜６を間欠的に剥離し、バックアップロール３上を走行する基材７の表面上に、間欠状に塗膜６が設けられた機能性シート９を形成する。そして、この機能性シート９を乾燥炉に通し、機能性シートの表面を作製した。その後、同様の方法で、表面に塗膜６が形成された機能性シート９の裏面に塗膜１６を塗工し、両面に塗膜６、１６を形成した機能性シートを製造した。
The surface of the
調厚ロール１の直径は３４４［ｍｍ］、幅は３００［ｍｍ］である。転写ロール２の直径は３４４［ｍｍ］、幅は３００［ｍｍ］である。バックアップロール３の直径は３４４［ｍｍ］、幅は３００［ｍｍ］である。間欠ロール８の直径は１８０［ｍｍ］、幅は３００［ｍｍ］である。間欠ヘッド８ａの軌道は間欠ロール８の軸中心から半径１００［ｍｍ］であり、間欠ヘッド８ａの幅は３００［ｍｍ］、円周方向の長さは５０［ｍｍ］である。
The diameter of the thickness adjusting roll 1 is 344 [mm], and the width is 300 [mm]. The transfer roll 2 has a diameter of 344 [mm] and a width of 300 [mm]. The backup roll 3 has a diameter of 344 [mm] and a width of 300 [mm]. The intermittent roll 8 has a diameter of 180 [mm] and a width of 300 [mm]. The track of the
図２に示す回転機構αを構成する搬送ロール４０は、直径３４４［ｍｍ］、幅２０２［ｍｍ］であり、回転機構βと独立した構成となっており、回転機構βを構成するプレート回転ロール４１、４２との近接部分には１［ｍｍ］の隙間を設けている。プレート１３は、幅３００［ｍｍ］、厚み１００［μｍ］、円周方向長さ４８［ｍｍ］であり、プレート１３と搬送ロール４０の円周面との隙間は５０［μｍ］である。
2 has a diameter of 344 [mm] and a width of 202 [mm], is independent of the rotation mechanism β, and is a plate rotation roll that forms the rotation mechanism β. A gap of 1 [mm] is provided in the vicinity of 41 and 42. The
調厚ロール１のロール表面には、表面粗さＲａ＝１２［μｍ］の凹凸が設けられるように、予め表面を荒らしたロールにシリコン焼付け処理を行っている。転写ロール２のロール表面には、表面粗さＲａ＝０．４［μｍ］に仕上げたロール上にシリコン焼付け処理を行っている。 The roll surface of the thickness adjusting roll 1 is subjected to a silicon baking process on a roll whose surface has been roughened in advance so that irregularities with a surface roughness Ra = 12 [μm] are provided. The roll surface of the transfer roll 2 is subjected to a silicon baking process on a roll finished with a surface roughness Ra = 0.4 [μm].
調厚ロール１、転写ロール２、およびバックアップロール３の回転数は、基材７の走行速度に合わせて６０［ｍ／ｍｉｎ］に相当する回転数とした。間欠ロール８の回転数はシーケンサーによって制御した。具体的には、転写ロール２上の塗膜６、１６と間欠ヘッド８ａが接触する時は転写ロール２と等速（６０［ｍ／ｍｉｎ］）で回転させ、塗膜６、１６と間欠ヘッド８ａが接触していない時は平均速度で６４．３［ｍ／ｍｉｎ］で回転させることで、塗工部５４０［ｍｍ］、未塗工部５０［ｍｍ］、表面の間欠端部と裏面の間欠端部のズレ量が２５［ｍｍ］の機能性シートが製造される設定とした。
The rotation speeds of the thickness adjusting roll 1, the transfer roll 2, and the backup roll 3 were set to a rotation speed corresponding to 60 [m / min] in accordance with the traveling speed of the
裏面塗工時には、基材７の表面に形成された間欠状の塗膜端部６ａをバックアップロール３の手前に設けられたセンサー１４で検出し、バックアップロール３と基材７が接触する地点Ｑにおいてセンサー１４で検出された塗膜端部６ａとプレート１３の回転方向端部１３ａとの隙間が１ｍｍ以上２ｍｍ以下となるようにプレート１３を移動させ、以降は数１で算出された速度でプレート１３を移動させる。
At the time of back surface coating, the intermittent
調厚ロール１と転写ロール２との間のギャップは１５０［μｍ］とした。転写ロール２とバックアップロール３との間のギャップは、表面塗工時には１８０［μｍ］（＝１５０［μｍ］＋基材７の厚み３０［μｍ］）とし、裏面塗工時には３００［μｍ］（＝１５０［μｍ］＋基材７の厚み３０［μｍ］＋表面乾燥後の塗膜６の厚み１２０［μｍ］）とした。また、転写ロール２と間欠ヘッド８ａとの間のギャップは１３０［μｍ］とした。バックアップロール３および間欠ヘッド８ａは、クロムメッキ仕上げのものを用い、間欠ヘッド回転方向端部８ｂは、表面粗さＲａ＝１２［μｍ］の凹凸が設けられるように予め表面を荒し、シリコン焼付け処理した。
The gap between the thickness adjusting roll 1 and the transfer roll 2 was 150 [μm]. The gap between the transfer roll 2 and the backup roll 3 is 180 [μm] (= 150 [μm] + the thickness of the
カキトリブレード１０はナイロン製の幅２５０［ｍｍ］、長さ１０［ｍｍ］、厚み１［ｍｍ］、先端角１５［°］の樹脂ブレードを用い、間欠ヘッド８ａの走行軌道上円の接線から３０°を成す角度に設置した。
The
塗料４は、活物質としての活性炭を１００重量部と、導電剤としてのカーボンブラック（以下、ＣＢ）を５重量部と、非水溶性高分子結着材としてのスチレンブタジエンゴム（以下、ＳＢＲ）を２重量部と、分散溶媒としての純水を４５重量部とを混合してなる分極性電極材料を用いた。基材７としては、幅２００［ｍｍ］、厚み３０［μｍ］のアルミ箔にエッチング処理を施したものを用い、その基材７の上に塗膜６、１６を形成して、機能性シート９を製造した。
The
その際に比較例として、回転機構βを用いずに裏面の間欠塗工を行って製造した機能性シートを比較例１とし、両面連続塗工後に剥離装置を使用して製造した機能性シートを比較例２とし、膜厚精度および生産タクトの比較を行った。 At that time, as a comparative example, a functional sheet manufactured by performing intermittent coating on the back surface without using the rotation mechanism β is referred to as Comparative Example 1, and a functional sheet manufactured using a peeling apparatus after continuous coating on both sides is used. As Comparative Example 2, the film thickness accuracy and production tact were compared.
図５（ａ）および（ｂ）は、本実施の形態１、比較例１および比較例２において製造した機能性シート９の厚みを評価した箇所を示す模式図である。図５（ａ）は、基材７の裏面側から見た平面図を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＥ−Ｅ´断面図を示す。ここで、図５（ａ）に示すように、機能性シート９の走行方向に対し、未塗工部２１、２２から塗工部２３に変わる側の走行方向端部を始端と呼び、塗工部２３から未塗工部２１、２２に変わる側の走行方向端部を終端と呼ぶ。未塗工部とは、基材７上に塗膜が塗布されていない部分である。
5 (a) and 5 (b) are schematic diagrams showing the locations where the thickness of the
厚み評価のために、間欠塗布開始時の１つ目の未塗工部（第１未塗工部２１）と２つ目の未塗工部（第２未塗工部２２）が含まれるように、図５（ｂ）に示すように、未塗工部２１、２２から前後１００［ｍｍ］分を裁断し、塗工部１００［ｍｍ］、未塗工部５０［ｍｍ］、塗工部５４０［ｍｍ］、未塗工部５０［ｍｍ］、塗工部１００［ｍｍ］を備えるシートを作製した。そして、このシートにおいて、基材７表面の塗膜は全て剥離し、中央部（Ｅ−Ｅ´間）を２［ｍｍ］ピッチで裏面の塗膜厚みを測定した。
For thickness evaluation, the first uncoated part (first uncoated part 21) and the second uncoated part (second uncoated part 22) at the start of intermittent application are included. Further, as shown in FIG. 5 (b), the front and rear portions of 100 [mm] are cut from the
本実施の形態１により作製した機能性シート９について、裏面の塗膜厚みの測定結果を、図６（ａ）に示す。同様に、比較例１の測定結果を図６（ｂ）に示し、比較例２の測定結果を図６（ｃ）に示す。
About the
図６（ａ）〜（ｃ）を用いて、本実施の形態１と比較例１および比較例２の結果について考察する。 The results of the first embodiment, comparative example 1 and comparative example 2 will be discussed with reference to FIGS.
本実施の形態１の塗工装置の装置構成で裏面を塗工した場合、図６（ａ）に示すように、塗膜の始端から終端にかけて２［μｍ］の変動に収まる良好な厚み精度の塗膜が得られた。 When the back surface is applied with the apparatus configuration of the coating apparatus according to the first embodiment, as shown in FIG. 6A, the thickness of the coating film is good enough to be within a variation of 2 [μm] from the beginning to the end of the coating film. A coating film was obtained.
それに対し、比較例１で用いた装置構成で裏面を塗工した場合、図６（ｂ）に示すように、基材７とバックアップロール３との間に表面塗膜の無い部分である塗膜の始端から１８［ｍｍ］の区間において、（転写ロール２と基材７との間隙）＞（転写ロール２上の塗膜１６厚み）となり、転写ロール２上の塗膜１６が基材７に接触しないため、塗膜１６が転写できない区間が存在した。すなわち、比較例１では、塗膜の始端から１８［ｍｍ］〜２３［ｍｍ］の区間で転写に必要な圧力が確保できず、厚み変動が生じる結果となった。
On the other hand, when the back surface is coated with the apparatus configuration used in Comparative Example 1, as shown in FIG. 6B, the coating film is a portion having no surface coating film between the
また、比較例２で用いた装置構成で剥離により間欠部分を形成した場合、図６（ｃ）に示すように、マスクをして塗膜不要部の溶解、除去を行うために塗膜端部が損失または劣化し、塗膜の始端および終端部から２［ｍｍ］の区間が２０〜８０［μｍ］の厚みとなり、一部塗膜が薄くなる結果となった。 In addition, when intermittent portions are formed by peeling in the apparatus configuration used in Comparative Example 2, as shown in FIG. Was lost or deteriorated, and the section of 2 [mm] from the beginning and end of the coating film had a thickness of 20 to 80 [μm], resulting in a partial thinning of the coating film.
次に、表１に、本実施の形態１、比較例１および比較例２において、５００［ｍ］の両面間欠シートを製造した際の生産タクトの比較を示す。表１で示す数値は、本実施の形態１での生産タクトを１００とした際の比較にて示している。なお、剥離装置は１０［ｍ／ｍｉｎ］にて動作をさせた。 Next, Table 1 shows a comparison of production tact when a 500 [m] double-sided intermittent sheet is manufactured in the first embodiment, comparative example 1 and comparative example 2. The numerical values shown in Table 1 are shown by comparison when the production tact in the first embodiment is 100. The peeling apparatus was operated at 10 [m / min].
表１から、本実施の形態１の装置構成の塗工装置を用いることにより、両面に間欠状の機能膜を配置したシートを短時間で製造できることが分かる。 From Table 1, it can be seen that by using the coating apparatus having the apparatus configuration of the first embodiment, a sheet in which intermittent functional films are arranged on both surfaces can be manufactured in a short time.
上記したように、本実施の形態１の機能性シートの製造装置および方法は、調厚ロール１とそれに対向する転写ロール２およびバックアップロール３を配置し、更に転写ロール２と対向する間欠ロール８を配置し、調厚ロール１と転写ロール２の間に機能性シート９の原料を分散させた塗料４を通して、転写ロール２の表面に塗膜６を形成する。そして、間欠ロール８上に所定の長さで設けた間欠ヘッド８ａに塗膜６の一部分を転写し、転写ロール２の表面上の塗膜６の中で、間欠ヘッド８ａに転写させなかった塗膜６をバックアップロール３の表面に沿って走行させる基材７の表面に転写して、基材７表面に間欠的な塗膜６を形成し機能性シート９を製造する。ここで、裏面塗工時にバックアップロール３の構成を、基材７を一定速で送る回転機構αと、表面塗膜６と同じ厚みで表面未塗工部より１ｍｍ以上短い長さを持ったプレート１３と連結され回転機構αとは別駆動で回転する回転機構βで構成する。表面未塗工部をセンサー１４で検出し、表面未塗工部の位置６ａとプレート１３の位置が一致するように制御した後に、間欠的に形成された転写ロール２の表面上の塗膜１６を表面に間欠状の塗膜６が形成された基材７の裏面に転写することで表面と裏面で間欠パターンの両端位置の異なる間欠状の機能性シート９を連続的に製造することを特徴としている。
As described above, the functional sheet manufacturing apparatus and method according to the first embodiment includes the thickness adjusting roll 1, the transfer roll 2 and the backup roll 3 facing the thickness adjusting roll 1, and the intermittent roll 8 facing the transfer roll 2. The coating film 6 is formed on the surface of the transfer roll 2 through the
なお、本実施の形態１では、バックアップロール３と基材７とが接触する地点Ｑから、転写ロール２上の塗膜１６とバックアップロール３上の基材７が接触する地点Ｏまでの区間において、基材７の走行速度Ｖよりも速い一定速度ＶＢでプレート１３を移動することとしたが、地点Ｏにおけるプレート回転方向端部１３ａと塗膜端部６ａとの位置関係が上記と同じようにできれば、地点Ｑと地点Ｏとの間で一定の速度で移動するのではなく、地点Ｑと地点Ｏの区間のうちの一部の区間内だけＶＢよりも速い速度で移動させるようにしてもよい。
In the first embodiment, in a section from a point Q where the backup roll 3 and the
また、地点Ｑと地点Ｏとの区間のみで基材７の走行速度Ｖよりも速い速度となるように制御するのではなく、地点Ｑから地点Ｐまでの区間全体に亘って、プレート回転方向端部１３ａおよびプレート１３の後端部のいずれも基材７の表面に形成されている塗膜６に接しない範囲の速度で、走行速度Ｖよりも速い一定の速度でプレート１３を移動させるようにしてもよい。さらに、その一定速度でプレート１３を地点Ｑよりも手前の位置から移動させたときに、地点Ｑにおいてプレート回転方向端部１３ａと塗膜端部６ａとの位置関係が上記と同じになる位置にプレート１３を待機させておけば、プレート１３は、速度を変化させることなく常にその一定速度でのみ移動するものとして、移動の停止および開始のタイミングを設定するだけで、上記と同様の効果が得られる。
Further, the plate rotation direction end is not controlled over the entire section from the point Q to the point P, instead of being controlled so as to be faster than the traveling speed V of the
また、図２に示したバックアップロール３の構成では、搬送ロール４０の両側に配置した２つのプレート回転ロール４１および４２にプレート１３を連結する構成としたが、プレート１３を同様の軌跡で移動できれば、プレート回転ロール４１および４２は、ロール状でなくてもよい。また、プレート１３を搬送ロール４０の両側で固定する構成としたが、プレート１３を剛性の高い材質のものを用いて片側のみで固定する構成、例えばプレート回転ロール４１のみで固定する構成としてもよい。この場合、プレート回転ロール４２は、無くてもよい。
In the configuration of the backup roll 3 shown in FIG. 2, the
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２における機能性シートの塗工装置を示した断面模式図である。
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a functional sheet coating apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
本実施の形態２の塗工装置は、供給タンク３０内に蓄えられた塗料３１をポンプ３２により送液し、ダイノズル３３を通じて、回転するバックアップロール３に抱かれ走行する基材７の上に塗膜３７を形成し、基材７の両面に機能性塗膜３５、３７を形成した機能性シート９を製造する。機能性シート９は、利用する用途に応じて、塗膜３５、３７を塗工した部分と未塗工の部分が存在する間欠状パターンを有する。
In the coating apparatus of the second embodiment, the
間欠状の塗膜を形成する時は、ポンプ３２とダイノズル３３との間に設けた三方弁３６の出口の方向をダイノズル３３側から供給タンク３０側に切替える事によって、未塗工部を形成し、所定の間隔で再度三方弁３６の出口の方向を供給タンク３０側からダイノズル３３側に切替える事によって、塗工部を形成して、基材７上に間欠状に塗膜が形成された機能性シート９を製造する。
When forming an intermittent coating film, an uncoated portion is formed by switching the direction of the outlet of the three-
このようにして製造された機能性シート９は、塗膜３５、３７に含まれている成分に応じた方式で、乾燥もしくは硬化される。乾燥させる場合の方式としては、熱風、遠赤外、中赤外、電磁誘導加熱等が使用できる。硬化させる場合の方式としては、ＵＶ、ＥＢ、熱硬化等が使用できる。
The
裏面塗工時には、図７に示すように、基材７の片面に間欠状の塗膜３５を形成させた状態のシート状の基材７をバックアップロール３４に抱きつかせ、表面塗工時と同じように基材７の裏面に塗膜３７を塗工する。
At the time of back surface coating, as shown in FIG. 7, the sheet-
本実施の形態２のバックアップロール３は、図２に示した実施の形態１のバックアップロール３と同じ構成であり、回転機構α、回転機構αとは別駆動を持つ回転機構β、および基材７の表面に形成された塗膜３５と同じ厚みを持つプレート１３で構成される。実施の形態１と同様に、表面塗工時には、回転機構βは、プレート１３を動作させない。
The backup roll 3 according to the second embodiment has the same configuration as the backup roll 3 according to the first embodiment shown in FIG. 2, and includes a rotation mechanism α, a rotation mechanism β having a drive different from the rotation mechanism α, and a base material. 7 is composed of a
裏面塗工時には、表面の塗膜端部３５ａをセンサー１４で検出し、センサー１４からバックアップロール３４と基材７が接触する地点Ｑまでの距離Ｌと基材７の走行速度Ｖからセンサー１４で検出した塗膜端部３５ａの到達時間を計算する。そして、プレート１３の回転方向側の端部１３ａとセンサー１４で検出した塗膜端部３５ａとの隙間が、バックアップロール３４と基材７が接触する地点Ｑで２ｍｍ以下になるように、モーター４４の回転を開始させる。さらに、ダイノズル３３とバックアップロール３４との間隙が最も狭くなる地点Ｏまでにプレート回転方向端部１３ａと塗膜端部３５ａとの隙間が１ｍｍ以下になるように位置合せをする。その後、バックアップロール３と基材７が離間する地点までプレート１３の移動速度が基材７の走行速度と同速となるようにモーター４４を回転させる。そして、基材７の表面の塗膜３５とプレート１３が干渉しない場所までプレート１３を移動させて停止させ、次にセンサー１４が塗膜端部３５ａを検出するまでプレート１３をその場所に待機させる。
At the time of back surface coating, the
本実施の形態２では、塗料３１の転写について、次のようにして試験した。
In the second embodiment, the transfer of the
バックアップロール３を回転させている状態において、ダイノズル３３を通して基材７に一定量の塗料３１を塗工し、所定の間隔において、三方弁３６を用いて供給タンク３０側とダイノズル３３側に流路を切替える。これにより、塗膜３５を間欠的に塗工し、バックアップロール３上を走行する基材７の表面上に、間欠状に塗膜３５が設けられた機能性シートを作製する。そして、この機能性シートを乾燥炉に通し、機能性シートの表面を製造した。その後、同様の方法で、表面に塗膜３５が形成された機能性シートの裏面に塗膜３７を塗工し、両面に塗膜３５、３７を形成した機能性シート９を製造した。
In a state where the backup roll 3 is rotating, a predetermined amount of
バックアップロール３の直径は３４４［ｍｍ］、幅は３００［ｍｍ］である。間欠部の未塗工部距離は５０［ｍｍ］、塗工部距離は５４０［ｍｍ］である。 The backup roll 3 has a diameter of 344 [mm] and a width of 300 [mm]. The uncoated part distance of the intermittent part is 50 [mm], and the coated part distance is 540 [mm].
図２に示す回転機構αを構成する搬送ロール４０は、直径３４４［ｍｍ］、幅２０２［ｍｍ］であり、回転機構βと独立した構成となっており、回転機構βを構成するプレート回転ロール４１、４２との近接部分には１［ｍｍ］の隙間を設けている。プレート１３は、幅３００［ｍｍ］、厚み１００［μｍ］、円周方向長さ４８［ｍｍ］であり、プレート１３と搬送ロール４０の円周面との隙間は５０［μｍ］である。
2 has a diameter of 344 [mm] and a width of 202 [mm], is independent of the rotation mechanism β, and is a plate rotation roll that forms the rotation mechanism β. A gap of 1 [mm] is provided in the vicinity of 41 and 42. The
バックアップロール３の回転数は、基材７の走行速度に合わせて６０［ｍ／ｍｉｎ］に相当する回転数とした。
The rotation speed of the backup roll 3 was set to a rotation speed corresponding to 60 [m / min] in accordance with the traveling speed of the
裏面塗工時には、基材７の表面に形成された間欠状の塗膜３５の端部３５ａをバックアップロール３の手前に設けられたセンサー１４で検出し、バックアップロール３と基材７が接触する地点Ｑにおいてセンサー１４で検出された塗膜端部３５ａとプレート回転方向端部１３ａとの隙間が１ｍｍ以上２ｍｍ以下となるようにプレート１３を移動させ、以降は前述の式（１）〜（６）で算出された速度でプレート１３を移動させる。
At the time of back surface coating, the
ダイノズル３３と基材７との間のギャップは１８０［μｍ］とした。バックアップロール３は、クロムメッキ仕上げのものを用いた。
The gap between the
塗料３１は、活物質としての活性炭を１００重量部と、導電剤としてのカーボンブラック（以下、ＣＢ）を５重量部と、非水溶性高分子結着材としてのスチレンブタジエンゴム（以下、ＳＢＲ）を２重量部と、分散溶媒としての純水を１４２重量部とを混合してなる分極性電極材料を用いた。基材７としては、幅２００［ｍｍ］、厚み３０［μｍ］のアルミ箔にエッチング処理を施したものを用い、機能性シート９を製造した。
The
その際に、実施の形態１と同様に、比較例として、回転機構βを用いずに裏面の間欠塗工を行ったシートを比較例３とし、膜厚精度の比較を行った。 At that time, as in the first embodiment, as a comparative example, a sheet on which the back surface was intermittently coated without using the rotation mechanism β was used as a comparative example 3, and the film thickness accuracy was compared.
厚み評価のために、第１未塗工部２１と第２未塗工部２２が含まれるように、図５（ｂ）と同様に、未塗工部２１、２２から前後１００［ｍｍ］分を裁断し、表面の塗膜は全て剥離し、中央部（Ｅ−Ｅ´間）を２［ｍｍ］ピッチで裏面の塗膜厚みを測定した。
In order to evaluate the thickness, the first
図８（ａ）および（ｂ）に、本実施の形態２および比較例３において作製した機能性シート９の、それぞれの裏面の塗膜厚みの測定結果を示す。
FIGS. 8A and 8B show the measurement results of the coating film thicknesses on the respective back surfaces of the
図８（ａ）および（ｂ）を用いて、本実施の形態２と比較例３の結果について説明する。 The results of Embodiment 2 and Comparative Example 3 will be described with reference to FIGS. 8 (a) and 8 (b).
本実施の形態２の塗工装置の装置構成で裏面を塗工した場合、図８（ａ）に示すように、塗膜の始端から終端にかけて２［μｍ］の変動に収まる良好な厚み精度の塗膜が得られた。 When the back surface is applied with the apparatus configuration of the coating apparatus according to the second embodiment, as shown in FIG. 8A, the thickness of the coating film is good enough to be within 2 [μm] from the start to the end of the coating film. A coating film was obtained.
一方、比較例３で用いた装置構成で裏面を塗工した場合、基材７とバックアップロール３４との間に表面塗膜の無い部分である塗膜の始端から４［ｍｍ］の区間において、十分に塗膜の転写に必要な液圧が確保できず、ダイ先端で液だまりができ、塗工できなかった。そのため、図８（ｂ）に示すように、塗膜の始端から４［ｍｍ］〜３０［ｍｍ］の区間で厚み変動が大きくなった。これは、４［ｍｍ］〜２５［ｍｍ］の区間で、液だまりが基材７に付着するが安定した液圧が確保できずに厚み変動が大きくなり、２５［ｍｍ］〜３０［ｍｍ］の区間で、液量が多くなるため厚く塗工されて設定した塗工パターンにならない上、厚み変動が大きくなったためだと考えられる。
On the other hand, when the back surface was applied with the apparatus configuration used in Comparative Example 3, in the section of 4 [mm] from the starting edge of the coating film, which is a portion having no surface coating film between the
これらから、本実施の形態２の装置構成の塗工装置を用いることにより、両面に間欠状の機能膜を配置したシートを、精度良く製造できることがわかった。 From these results, it was found that by using the coating apparatus having the apparatus configuration of the second embodiment, a sheet in which intermittent functional films are arranged on both surfaces can be manufactured with high accuracy.
加えて、塗料４および３１の主成分を誘電体セラミックスとガラスなどの焼結助剤より成る原料粉末、有機バインダー、可塑剤と溶剤を混合し、粘度を塗料４および３１と同等になるまで調整した塗料を用いて、基材７としてＰＥＴフィルム上に、各実施の形態で用いた塗工装置にて、塗布したところ、同様の結果が得られた。
In addition, the main ingredients of the
このことから、塗料４および３１に含まれる材料に関わらず、塗料４および３１を本発明の各実施の形態で用いた塗工装置に適した粘度にすれば、塗膜６、１６、３５および３７の塗布始端から塗布終端に至るまでの膜厚の均一性に優れ、且つ塗布終端の直線性にも優れる機能性シート９を製造することができる。
Therefore, regardless of the materials contained in the
本発明は、表面塗膜と裏面塗膜の走行方向における間欠パターンの両端位置が異なる場合においても、塗膜の塗布始端から塗布終端に至るまでの膜厚の均一性に優れた機能性シートを製造することができるとともに、裏面塗工時においても、表面塗工時と同じ設備およびプロセス条件で塗工できるため、安価で且つ生産性にも優れる機能性シートを製造できる。 The present invention provides a functional sheet excellent in film thickness uniformity from the coating start end to the coating end even when the positions of both ends of the intermittent pattern in the running direction of the surface coating and the back coating are different. In addition to being able to be manufactured, it is possible to manufacture a functional sheet that is inexpensive and excellent in productivity because it can be applied with the same equipment and process conditions as those for the front surface coating.
本発明に係る機能性シートの製造装置は、例えば、機能性粉末を結合材樹脂、溶媒等と混合して塗料を作製し、成膜する電気二重層キャパシタ、ディスプレイ誘電体層、一次電池、二次電池等の機能性シート製造に適用できる。 The functional sheet manufacturing apparatus according to the present invention includes, for example, an electric double layer capacitor, a display dielectric layer, a primary battery, a secondary battery, and the like, in which a functional powder is mixed with a binder resin, a solvent, and the like to produce a paint. It can be applied to the production of functional sheets such as secondary batteries.
１ 調厚ロール
２ 転写ロール
３ バックアップロール
４、３１ 塗料
５、３０ 供給タンク
６、１６、３５、３７ 塗膜
６ａ、３５ａ 塗膜端部
７ 基材
８ 間欠ロール
８ａ 間欠ヘッド
８ｂ 間欠ヘッド回転方向端部
８ｃ 間欠ヘッド弧部分
９ 機能性シート
１０ カキトリブレード
１１ 回収ボックス
１２ 回収塗膜
１３ プレート
１３ａ プレート回転方向端部
１４ センサー
２１ 第１未塗工部
２２ 第２未塗工部
２３ 塗工部
３２ ポンプ
３３ ダイノズル
３６ 三方弁
４０ 搬送ロール
４１、４２ プレート回転ロール
４３、４４ モーター
４５、４６ プーリ
４７、４８ ベルト
１０１ 集電体
１０２ 電極
１０５ 活物質層
１０５ａ 非固化領域
１１１ マスキングプレート
１１２ ノズル
１１３ 溶剤
１１５ 間欠部
α 回転機構
β 回転機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thickening roll 2 Transfer roll 3
Claims (6)
前記基材搬送ロールユニットは、
回転することにより前記基材を搬送する前記搬送面を有する搬送ロール部と、
未塗工部補完プレートと、
搬送方向における前記未塗工部補完プレートと前記未塗工部分との位置を合わせ、前記基材の搬送に同期させながら前記未塗工部補完プレートを移動させる補完プレート移動機構と、を有する、
機能性シートの製造装置。 While transporting the sheet-like base material having a coating film intermittently formed on one side and having an uncoated part in a state where the one side is in contact with the transport surface of the base material transport roll unit, on the opposite side of the one side A functional sheet manufacturing apparatus for manufacturing a functional sheet by intermittently forming a coating film on a surface,
The substrate transport roll unit is
A transport roll unit having the transport surface for transporting the base material by rotating;
An uncoated part complementary plate,
A position of the uncoated portion complementary plate and the uncoated portion in the transport direction are aligned, and a complementary plate moving mechanism that moves the uncoated portion complementary plate while synchronizing with the transport of the base material,
Functional sheet manufacturing equipment.
前記補完プレート移動機構は、前記搬送回転体の両側に配置され、前記搬送回転体と同軸で回転する２つのプレート回転体と、前記２つのプレート回転体を回転させる第２駆動源とを有し、
前記未塗工部補完プレートは、前記搬送面の幅よりも両側に延びた形状をしており、その両側に延びた部分が前記２つのプレート回転体に固定されている、
請求項１に記載の機能性シートの製造装置。 The transport roll unit includes a transport rotator having the transport surface, and a first drive source that rotates the transport rotator.
The complementary plate moving mechanism includes two plate rotators that are arranged on both sides of the transport rotator and rotate coaxially with the transport rotator, and a second drive source that rotates the two plate rotators. ,
The uncoated portion complementary plate has a shape extending on both sides than the width of the transport surface, and the portions extending on both sides are fixed to the two plate rotating bodies,
The functional sheet manufacturing apparatus according to claim 1.
請求項１に記載の機能性シートの製造装置。 A die nozzle that intermittently applies paint to the opposite surface of the substrate,
The functional sheet manufacturing apparatus according to claim 1.
請求項１に記載の機能性シートの製造装置。 The coating film formed on the surface is transferred to the opposite surface of the substrate when the substrate passes through the gap with the substrate conveyance roll unit. Equipped with a transfer roll
The functional sheet manufacturing apparatus according to claim 1.
前記基材搬送ロールユニットは、回転することにより前記基材を搬送する前記搬送面を有する搬送ロール部と、未塗工部補完プレートと、を有し、
搬送方向における前記未塗工部補完プレートと前記未塗工部分との位置を合わせ、前記基材の搬送に同期させながら前記未塗工部補完プレートを移動させる、
機能性シートの製造方法。 While transporting the sheet-like base material having a coating film intermittently formed on one side and having an uncoated part in a state where the one side is in contact with the transport surface of the base material transport roll unit, on the opposite side of the one side A method for producing a functional sheet that intermittently forms a coating film on the surface to produce a functional sheet,
The base material transport roll unit has a transport roll part having the transport surface for transporting the base material by rotating, and an uncoated part complementary plate,
Aligning the position of the uncoated part complementary plate and the uncoated part in the transport direction, moving the uncoated part complementary plate while synchronizing with the transport of the base material,
A method for producing a functional sheet.
請求項５に記載の機能性シートの製造方法。 In the transport direction, at least after the point when the tip position of the uncoated part complementary plate is aligned with the uncoated part, the moving speed of the uncoated part complementary plate in the transport direction is the transport of the base material. There is a period that is faster than the speed,
The method for producing a functional sheet according to claim 5.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10673061B2 (en) | 2017-07-31 | 2020-06-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electrode sheet manufacturing method |
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- 2011-09-05 JP JP2011192612A patent/JP2013052353A/en not_active Withdrawn
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