JP2013188663A - Intermittent coating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エクストルージョン型ダイヘッドを用いた塗布技術に関するものであり、より詳細には、連続走行する支持体に精度よく間欠塗布することができる塗布装置に関する。 The present invention relates to a coating technique using an extrusion die head, and more particularly to a coating apparatus capable of intermittently coating with high accuracy on a continuously running support.
エクストルージョン型ダイヘッドを用いた塗布装置は、高精度で均一な塗膜を得やすく、また塗液劣化や異物混入が少ないといった利点があるため、光学フィルム、液晶ディスプレイ用カラーフィルターなどの製造に広く用いられている。なかでも、連続走行する支持体に対して、ダイからの塗液の吐出と停止を繰り返すことで支持体上に塗布部と間欠部を交互に形成する間欠塗布技術は、リチウムイオン電池電極の製造などに用いられている。 A coating device using an extrusion die head has the advantages of easy to obtain a highly accurate and uniform coating film, and less coating solution deterioration and contamination with foreign matter. Therefore, it is widely used in the manufacture of optical films and color filters for liquid crystal displays. It is used. Among them, the intermittent application technology that alternately forms the coating part and the intermittent part on the support by repeatedly discharging and stopping the coating liquid from the die for the continuously running support is the production of the lithium ion battery electrode. It is used for etc.
図1は、タンク101からポンプ102によって塗液をダイヘッド104に圧送し、ダイヘッド104の先端から支持体105上に間欠塗布して塗膜106を形成する、基本的な間欠塗布装置100の概略図である。この装置では、ポンプ102とダイヘッド104を結ぶ給液経路103の途中に三方弁107を設けることで、間欠塗布を実現している。すなわち、ダイヘッド104から塗液を吐出する塗布時には塗液をダイヘッド104に送液し、ダイヘッド104から塗液を吐出しない間欠時には三方弁107を切り替えて塗液をリリーフ経路108に送液しタンク101に戻す。
FIG. 1 is a schematic diagram of a basic
このとき、単に三方弁107をリリーフ経路108方向に切り替えただけではダイヘッド104内部の圧力低下に時間がかかり、塗膜106の塗り終わり部の膜厚が不均一になったり、ヒゲ状に伸びた塗液が支持体105上の間欠部に尾を引くなど、間欠塗布の精度が悪化する場合がある。この問題を解決するため、三方弁107とダイヘッドの間の給液経路103にサックバックバルブ109を設置し、間欠時に給液経路103内部の塗液を少量吸引することでダイヘッド104内部の圧力を急速に低下させ、ダイヘッド104先端からの塗液吐出を瞬時に止めることで塗膜106の塗り終わり部の直線性や膜厚均一性を向上させる工夫がなされている。
At this time, simply switching the three-
しかし図1の構成の場合、間欠時にサックバックバルブ109に吸引された塗液は、塗液吐出再開時に給液経路103内に放出されるため、塗膜106の塗り始め部の膜厚が不均一になりやすい問題がある。この問題を解決するために、例えば図2のように、サックバックバルブ209と給液経路203との間に三方弁210などの送液方向切り替え手段を設け、サックバックバルブ209の吸引時にはダイヘッドと繋がる給液経路203と、サックバックバルブ209の放出時にはリリーフ経路208と接続するように切り替える提案(特許文献1参照)、図1の構成において、サックバックバルブ109で吸引した塗液を塗布時に放出することによる圧力変動を、別のサックバックバルブ等で吸収することで塗り始め部の膜厚精度劣化を防止する提案(特許文献2)などがされている。
However, in the case of the configuration of FIG. 1, the coating liquid sucked into the
しかしながら、これらの装置や方法を用いても、塗布開始前のダイヘッド内空気置換で残留した空気や、塗液に混入した気泡の圧縮効果のため、サックバックバルブで吸引してもダイヘッド内部の圧力が充分急速に下がらず、塗膜塗り終わり部の直線性や膜厚均一性が充分改善しない場合があった。 However, even if these devices and methods are used, the pressure inside the die head even if sucked with a suckback valve due to the compression effect of air remaining in the air replacement in the die head before the start of coating or bubbles mixed in the coating liquid Did not drop sufficiently rapidly, and the linearity and film thickness uniformity at the coating coating finish could not be improved sufficiently.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、連続走行する支持体に精度よく間欠塗布することができるエクストルージョン型ダイヘッドを用いた塗布装置を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and makes it a subject to provide the coating device using the extrusion type | mold die head which can apply | coat intermittently with high precision to the support body which carries out continuous driving | running | working.
本願発明者らは、前記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、以下に示す塗布装置を用いることにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventors of the present application have found that the above problems can be solved by using a coating apparatus shown below, and have completed the present invention.
すなわち請求項1に記載の発明は、塗液を支持体上に吐出して塗膜を形成するダイヘッドと、前記ダイヘッドに塗液を圧送するポンプと、前記ポンプと前記ダイヘッドとを接続する給液経路とを備えた塗布装置であって、
さらに前記給液経路は当該給液経路外へ塗液を排出できるリリーフ経路と、前記ダイヘッドへの方向と前記リリーフ経路への方向とに送液方向を切り替え可能な送液方向切替手段を備え、
さらに前記ダイヘッドは当該ダイヘッド内部のマニフォールド内の空気を排出するエアベント口を備え、
さらに前記エアベント口と塗液圧力調整手段とを接続するベント経路を備えることを特徴とする間欠塗布装置である。
That is, the invention described in claim 1 is a die head that discharges a coating liquid onto a support to form a coating film, a pump that pumps the coating liquid to the die head, and a liquid supply that connects the pump and the die head. A coating device comprising a path,
Furthermore, the liquid supply path includes a relief path that can discharge the coating liquid to the outside of the liquid supply path, and a liquid supply direction switching unit that can switch a liquid supply direction between a direction toward the die head and a direction toward the relief path,
Furthermore, the die head includes an air vent port for discharging air in the manifold inside the die head,
The intermittent application device further includes a vent path connecting the air vent port and the coating liquid pressure adjusting means.
また、請求項2に記載の発明は、前記ベント経路は、当該ベント経路外に塗液を排出できる排出経路とベント液流制御手段を備え、
さらに前記ベント液流制御手段は、前記送液方向切替手段がダイヘッド方向へと送液している際には前記エアベント口からの流出入を遮断することを特徴とする、請求項1に記載の間欠塗布装置である。
In the invention according to claim 2, the vent path includes a discharge path capable of discharging the coating liquid outside the vent path and a vent liquid flow control means.
2. The vent liquid flow control unit according to claim 1, wherein when the liquid feeding direction switching unit feeds liquid in the die head direction, the vent liquid flow control unit blocks outflow and inflow from the air vent port. It is an intermittent application device.
また、請求項3に記載の発明は、前記送液方向切替手段が前記リリーフ経路へと送液方向を切り替えるのと略同時に前記ベント液流制御手段が前記エアベント口からの流出を開放して、前記塗液圧力調整手段により発生した負圧で前記マニフォールド内の塗液を前記ベント経路内に吸引し、
さらに前記ベント液流制御手段が前記エアベント口からの流出入を遮断している間に前記塗液圧力調整手段が塗液を放出することを特徴とする、請求項2に記載の間欠塗布装置である。
Further, in the invention according to claim 3, the vent liquid flow control means opens the outflow from the air vent port substantially simultaneously with the liquid feed direction switching means switching the liquid feed direction to the relief path, The negative pressure generated by the coating liquid pressure adjusting means sucks the coating liquid in the manifold into the vent path,
The intermittent coating apparatus according to claim 2, wherein the coating liquid pressure adjusting means releases the coating liquid while the vent liquid flow control means blocks the inflow / outflow from the air vent port. is there.
本発明の塗布装置によれば、塗膜の塗り始め部及び塗り終わり部の直線性や膜厚均一性に優れた間欠塗布を実現することができる。 According to the coating apparatus of the present invention, it is possible to realize intermittent coating with excellent linearity and film thickness uniformity at the coating start and coating end portions.
従って、本発明は、連続走行する支持体に精度よく間欠塗布することができるエクストルージョン型ダイヘッドを用いた塗布装置を提供できるという効果がある。 Therefore, the present invention has an effect that it is possible to provide a coating apparatus using an extrusion die head that can be intermittently applied with high accuracy to a continuously running support.
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る塗布装置の好ましい一実施形態について説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of a coating apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本発明の塗布装置は、図3に示すように、塗液を支持体305上に吐出して塗膜306を形成するダイヘッド304と、ダイヘッド304に塗液を圧送するポンプ302と、ポンプ302とダイヘッド304とを接続する給液経路303とを備えている。
As shown in FIG. 3, the coating apparatus of the present invention includes a
さらに給液経路303は当該給液経路外へ塗液を排出できるリリーフ経路308と、ダイヘッド304への方向とリリーフ経路308への方向とに送液方向を切り替え可能な送液方向切替手段307を備えているため、ダイヘッド304からの塗液の吐出と停止を切り替えて間欠塗布することが可能である。このような送液方向切替手段307としては三方弁や二方弁の組み合わせを用いることができる。
Further, the
さらにダイヘッド304は当該ダイヘッド内部のマニフォールド315内の空気を排出するエアベント口316を備え、さらにエアベント口316と塗液圧力調整手段309とを接続するベント経路313を備えている。このような構成とすることで、塗液圧力調整手段309を用いたサックバックにより塗膜塗り終わり部の直線性や膜厚均一性を改善すると同時に、間欠塗布の精度悪化の重要な要因であるマニフォールド315内に混入した空気を排出することができる。エアベント口316を設置する位置は特に限定されないが、マニフォールド315中に混入した空気が溜まりやすい場所、例えば塗布時に反重力側となる場所に設けることが望ましい。
Further, the
さらに本発明の塗布装置は、図3に示すように、ベント経路313が当該ベント経路外に塗液を排出できる排出経路314とベント液流制御手段310を備えていてもよく、送液方向切替手段307がダイヘッド304方向へと送液している際(塗布時)には、ベント液流制御手段310が前記エアベント口316からの流出入を遮断するように、送液方向切替手段307とベント液流制御手段310が連動することが望ましい。このような構成とすることで、塗布時の塗液吐出流量を安定させることができ、精度の高い塗膜を得ることができる。
Furthermore, as shown in FIG. 3, the coating apparatus of the present invention may be provided with a
さらに本発明の塗布装置においては、送液方向切替手段307がリリーフ経路308へと送液方向を切り替えるのと略同時にベント液流制御手段310がエアベント口316からの流出を開放して、塗液圧力調整手段309により発生した負圧でマニフォールド315内の塗液をベント経路313内に吸引する制御がなされることが望ましい。このような構成とすることで、サックバックによる塗膜306塗り終わり部の直線性や膜厚均一性の改善をより精度よく、効果的にすることができる。
Furthermore, in the coating apparatus of the present invention, the vent liquid flow control means 310 opens the outflow from the
また、塗液圧力調整手段309に吸引された塗液は、ベント液流制御手段310がエア
ベント口316からの流出入を遮断している間にベント経路313に放出することで、塗布再開時の塗り始めの膜厚増加を防ぐことができる。
Further, the coating liquid sucked by the coating liquid pressure adjusting means 309 is discharged to the
このような動作が可能なベント液流制御手段310としては、図3に示したようなバルブ311と逆止弁312を利用した構造のほか、複数のバルブを連動させた構造を利用することもできる。
As the vent liquid flow control means 310 capable of such operation, in addition to the structure using the valve 311 and the
以下、本発明の実施例及びその比較例を説明する。なお本発明はこの実施例によって限定されるものではない。 Examples of the present invention and comparative examples thereof will be described below. In addition, this invention is not limited by this Example.
<実施例1>
本実施例1は、本発明に係る塗布装置を、リチウムイオン電池電極部材の製造に用いた例である。
<Example 1>
Example 1 is an example in which the coating apparatus according to the present invention is used for manufacturing a lithium ion battery electrode member.
本実施例1で塗布した塗液は、黒鉛55重量部に、スチレンブタジエンラバー分散液(濃度5.0重量%,溶媒:水)10重量部、カルボキシメチルセルロース水溶液(濃度2.0重量%)25重量部、純水10重量部を加えて、ディスパーで攪拌して調製した電池電極スラリーである。また、塗布幅は200mm、塗布部長さ(搬送方向)は250mm、間欠部長さは50mmである。 The coating liquid applied in Example 1 was composed of 55 parts by weight of graphite, 10 parts by weight of a styrene butadiene rubber dispersion (concentration: 5.0% by weight, solvent: water), and 25 aqueous carboxymethyl cellulose (concentration: 2.0% by weight). It is a battery electrode slurry prepared by adding 10 parts by weight of pure water and 10 parts by weight of pure water and stirring with a disper. The application width is 200 mm, the application part length (conveying direction) is 250 mm, and the intermittent part length is 50 mm.
図3に本実施例1で使用した間欠塗布装置300の構成を示す。間欠塗布装置300は、タンク301、ポンプ302、給液経路303、ダイヘッド304とを備えており、ダイヘッド304の先端から吐出された塗液は毎分20mの速度で連続走行する支持体305(幅220mm,厚さ10μmの銅箔)上に乾燥膜厚100μmで塗布される。
FIG. 3 shows the configuration of the
給液経路303には送液方向切替手段307(三方弁)が備えられ、ポンプ302に圧送された塗液をダイヘッド304方向とリリーフ経路308方向とに切り替え可能である。
The
さらに、ダイヘッド304はエアベント口316を備えており、エアベント口316はベント経路313により塗液圧力調整手段309(サックバックバルブ)と接続されている。
Further, the
さらにベント経路313には、バルブ311と逆止弁312からなるベント液流制御手段310が設けられており、ベント経路313は逆止弁312を介して排出経路314と接続されている。
Further, the
本実施例1で用いたダイヘッドの構造を図4に示した。ダイヘッド400は、2つのメインブロック425と、2つのサイドブロック426、給液口421、排液口422、シム424から構成され、エアベント口416が設けられている。ダイヘッド400の内部には、円形断面のマニフォールド415及びスリット423が形成されている。
The structure of the die head used in Example 1 is shown in FIG. The
以上で説明した間欠塗布装置を用い、図5に示したタイミングで送液方向切替手段307(三方弁)とベント液流制御手段310のバルブ311と塗液圧力調整手段309(サックバックバルブ)を連動させ、間欠塗布を行った。なお排液口422は、実験開始前にダイヘッド内部に塗液を循環させ、空気置換を行った後は常時図示しないバルブで閉鎖した。
Using the intermittent coating apparatus described above, the liquid feed direction switching means 307 (three-way valve), the valve 311 of the vent liquid flow control means 310 and the coating liquid pressure adjusting means 309 (suck back valve) are provided at the timing shown in FIG. Interlocking was performed in conjunction. The
図5に示したように、送液方向切替手段307(三方弁)がリリーフ経路308方向に
切り替わる前に塗液圧力調整手段309(サックバックバルブ)が吸引を開始しているが、その時点ではまだバルブ311が閉鎖されているためエアベント口416から塗液が流出することはなく、また逆止弁312の効果により排出経路314から塗液が逆流することもないため、ベント経路313内に負圧が発生する。その後、送液方向切替手段307(三方弁)がリリーフ経路308方向に切り替わるのと略同時にバルブ311が開き、塗液圧力調整手段309(サックバックバルブ)の吸引によってベント経路313内に発生していた負圧によってエアベント口416から塗液が少量吸引され、マニフォールド415内部の圧力が低下する。その後バルブ311が再び閉鎖された後に、送液方向切替手段307(三方弁)がダイヘッド304方向に切り替わり、塗布が再開される。塗液圧力調整手段309(サックバックバルブ)に吸引された塗液が放出されるタイミングではバルブ311は閉鎖されており、塗液は逆止弁312を経由して排出経路314に排出されるため、塗布時の吐出量を変動させることはない。
As shown in FIG. 5, the coating liquid pressure adjusting unit 309 (suck back valve) starts suction before the liquid feeding direction switching unit 307 (three-way valve) is switched in the
得られた塗膜を調べたところ、塗り終わりの尾引きなどの欠陥は見られず、塗布部の搬送方向の膜厚分布を1mm間隔で測定したところ、塗り始め部、塗り終わり部を含む全点でレンジ10μm以内であった。 When the obtained coating film was examined, defects such as tailing at the end of coating were not found, and the film thickness distribution in the transport direction of the coating part was measured at intervals of 1 mm. The range was within 10 μm.
<比較例1>
本比較例1では、実施例1と同一の間欠塗布装置と材料を使用したが、塗液圧力調整手段309(サックバックバルブ)の駆動は行わず、バルブ311は常時閉鎖した状態で間欠塗布を行った。
<Comparative Example 1>
In this comparative example 1, the same intermittent application apparatus and material as in Example 1 were used, but the application of the coating liquid pressure adjusting means 309 (suck back valve) was not performed, and intermittent application was performed with the valve 311 always closed. went.
得られた塗膜を調べたところ、塗り終わりに長さ5mmほどの尾引き欠陥が見られた。 When the obtained coating film was examined, a tailing defect of about 5 mm in length was observed at the end of coating.
本発明は、リチウムイオン電池電極部材など、高精度な間欠塗布を必要とする製品製造に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for manufacturing products that require high-precision intermittent application, such as lithium ion battery electrode members.
100、200、300 … 間欠塗布装置
101、201、301 … タンク
102、202、302 … ポンプ
103、203、303 … 給液経路
104、204、304 … ダイヘッド
105、205、305 … 支持体
106、206、306 … 塗膜
107、207、307 … 送液方向切替手段(三方弁)
108、208、308 … リリーフ経路
109、209、309 … 塗液圧力調整手段(サックバックバルブ)
210、310 … ベント液流制御手段
311 … エアベントバルブ
312 … 逆止弁
313 … ベント経路
314 … 排出経路
115、215、315、415 … マニフォールド
316、416 … エアベント口
400 … ダイヘッド
421 … 給液口
422 … 排液口
423 … スリット
424 … シム
425 … メインブロック
426 … サイドブロック
100, 200, 300 ...
108, 208, 308 ...
210, 310 ... Vent liquid flow control means 311 ...
Claims (3)
さらに前記給液経路は当該給液経路外へ塗液を排出できるリリーフ経路と、前記ダイヘッドへの方向と前記リリーフ経路への方向とに送液方向を切り替え可能な送液方向切替手段を備え、
さらに前記ダイヘッドは当該ダイヘッド内部のマニフォールド内の空気を排出するエアベント口を備え、
さらに前記エアベント口と塗液圧力調整手段とを接続するベント経路を備えることを特徴とする間欠塗布装置。 A coating apparatus comprising: a die head that discharges a coating liquid onto a support to form a coating film; a pump that pumps the coating liquid to the die head; and a liquid supply path that connects the pump and the die head. ,
Furthermore, the liquid supply path includes a relief path that can discharge the coating liquid to the outside of the liquid supply path, and a liquid supply direction switching unit that can switch a liquid supply direction between a direction toward the die head and a direction toward the relief path,
Furthermore, the die head includes an air vent port for discharging air in the manifold inside the die head,
Furthermore, the intermittent application apparatus characterized by including the vent path | route which connects the said air vent port and a coating liquid pressure adjustment means.
さらに前記ベント液流制御手段は、前記送液方向切替手段がダイヘッド方向へと送液している際には前記エアベント口からの流出入を遮断することを特徴とする、請求項1に記載の間欠塗布装置。 The vent path includes a discharge path capable of discharging the coating liquid outside the vent path and a vent liquid flow control means,
2. The vent liquid flow control unit according to claim 1, wherein when the liquid feeding direction switching unit feeds liquid in the die head direction, the vent liquid flow control unit blocks outflow and inflow from the air vent port. Intermittent application device.
さらに前記ベント液流制御手段が前記エアベント口からの流出入を遮断している間に前記塗液圧力調整手段が塗液を放出することを特徴とする、請求項2に記載の間欠塗布装置。 The vent liquid flow control means opens the outflow from the air vent port substantially simultaneously with the liquid feed direction switching means switching the liquid feed direction to the relief path, and the negative pressure generated by the coating liquid pressure adjusting means. And sucking the coating liquid in the manifold into the vent path,
The intermittent coating apparatus according to claim 2, wherein the coating liquid pressure adjusting means discharges the coating liquid while the vent liquid flow control means blocks the inflow / outflow from the air vent port.
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