JP2014188382A - Coating apparatus, and coating film formation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可撓性の基材の表面に塗工液を塗工する塗工装置、および塗工膜形成システムに関するものである。 The present invention relates to a coating apparatus for coating a coating liquid on the surface of a flexible substrate, and a coating film forming system.
基材の裏面に当接し当該基材を搬送する搬送ローラと、搬送ローラによって搬送される基材の表面に向けて吐出口から塗工液を吐出する吐出部と、吐出部をその吐出方向に沿って双方向に変位させる吐出部変位機構と(以下の説明では、吐出部と吐出部変位機構とを合わせて「塗工部」と呼ぶ)、を備え、搬送ローラによって支持搬送される可撓性の基材(例えば、金属箔)に電極材料などの塗工液を塗工する塗工装置がある。 A conveyance roller that contacts the back surface of the substrate and conveys the substrate, a discharge unit that discharges the coating liquid from the discharge port toward the surface of the substrate conveyed by the conveyance roller, and the discharge unit in the discharge direction And a discharge portion displacement mechanism that displaces in a bidirectional manner (in the following description, the discharge portion and the discharge portion displacement mechanism are collectively referred to as a “coating portion”), and is supported and conveyed by a conveyance roller. There is a coating apparatus that coats a coating liquid such as an electrode material on a conductive substrate (for example, a metal foil).
この種の塗工装置では、搬送ローラと塗工部とが共通の支持部材によって支持され両者の相対的な位置関係が保たれた状態で、吐出部変位機構によって吐出部をその吐出方向に沿って変位させることで、塗工処理時の基材と吐出口との間隔(以下、「塗工ギャップ」と呼ぶ)を調整することができる(例えば、特許文献1)。この塗工ギャップは、基材上に形成される塗工膜の膜厚に影響を与える因子であるので、一定以上の精度で調整されることが求められる。 In this type of coating apparatus, the discharge unit is moved along the discharge direction by the discharge unit displacement mechanism in a state where the transport roller and the coating unit are supported by a common support member and the relative positional relationship between the two is maintained. The distance between the base material and the discharge port during the coating process (hereinafter referred to as “coating gap”) can be adjusted (for example, Patent Document 1). This coating gap is a factor that affects the film thickness of the coating film formed on the base material, and is required to be adjusted with a certain level of accuracy.
塗工ギャップの調整の典型例としては、吐出部変位機構によって塗工処理に先立ち基材と吐出口との間隔が理想の塗工ギャップとなるよう吐出部の位置決めを行い、この状態で塗工処理を実行する態様が挙げられる。 As a typical example of adjusting the coating gap, the discharge unit is positioned by the discharge unit displacement mechanism so that the gap between the base material and the discharge port becomes an ideal coating gap prior to the coating process. A mode of executing the process is exemplified.
しかしながら、上記典型例のように吐出部変位機構の制御を行うのみでは、塗工ギャップを理想的な状態に保つうえで十分とは言えない。これは、支持部材など装置の各部材が周辺温度の変化によって膨張或いは収縮することに起因する。すなわち、上記典型例のように塗工処理前に理想の塗工ギャップとなるよう位置決めをしたとしても、位置決め時と塗工処理時とで周辺温度の変化があるとこれに起因して支持部材が伸縮し塗工ギャップが変化してしまう。 However, it is not sufficient to keep the coating gap in an ideal state only by controlling the discharge part displacement mechanism as in the above typical example. This is because each member of the apparatus such as a support member expands or contracts due to a change in ambient temperature. That is, even if positioning is performed so that an ideal coating gap is obtained before the coating process as in the above typical example, if there is a change in the ambient temperature between the positioning process and the coating process, the support member is caused by this. Stretches and changes the coating gap.
したがって、塗工ギャップを一定に保つ(所望の膜厚を基材上に形成する)ためには、吐出部変位機構の制御に加えて、周辺温度の変化に起因する塗工ギャップの変化を防止する必要がある。この方法として、以下の2つの方法が知られている。 Therefore, in order to keep the coating gap constant (to form a desired film thickness on the substrate), in addition to controlling the discharge part displacement mechanism, changes in the coating gap due to changes in the ambient temperature are prevented. There is a need to. As this method, the following two methods are known.
1つ目は、塗工処理期間中に装置周辺の温度管理を徹底し、かつ/または、温度変化によっても変形しにくい部材を支持部材として使うことによって、支持部材の変形を実質的に許容範囲内に抑える方法である。この方法では、支持部材の変形量を抑えることができるため、上記典型例と同様、塗工処理に先立って吐出部変位機構によって吐出部の位置決めをした後、塗工処理中も当該位置を保てばよい。 The first is that the temperature around the apparatus is thoroughly controlled during the coating process and / or a member that is not easily deformed by a temperature change is used as a support member, so that the deformation of the support member is substantially acceptable. It is a method to keep in. In this method, since the deformation amount of the support member can be suppressed, the position is maintained during the coating process after the discharge section is positioned by the discharge section displacement mechanism prior to the coating process, as in the above-described typical example. Just do it.
2つ目の方法は、吐出口および搬送ローラの近傍に塗工ギャップを検出するセンサを設けて、塗工処理期間中に塗工ギャップを検出し、当該検出結果をもとに吐出部変位機構の動作をリアルタイムでフィードバック制御する方法である。この方法では、塗工ギャップが大きくなる(支持部材が膨張した)場合には吐出部を搬送ローラに近づけ、塗工ギャップが小さくなる(支持部材が収縮した)場合には吐出部を搬送ローラから離すよう、吐出部変位機構を塗工ギャップの検出結果に対してフィードバック制御することで、支持部材の変形の影響を除去することができる。 In the second method, a sensor for detecting a coating gap is provided in the vicinity of the discharge port and the conveyance roller, the coating gap is detected during the coating processing period, and the discharge unit displacement mechanism is based on the detection result. This is a method for performing feedback control of the operation in real time. In this method, when the coating gap is large (the support member is expanded), the discharge unit is brought closer to the conveyance roller, and when the coating gap is small (the support member is contracted), the discharge unit is separated from the conveyance roller. The influence of the deformation of the support member can be removed by feedback controlling the discharge portion displacement mechanism with respect to the detection result of the coating gap so as to be separated.
しかしながら、前者では、装置周辺部において厳格な温度制御が要求される、温度変化によっても変形しにくい部材を支持部材として利用するなど、必要コストが高くなるという問題が生じ、また後者では、装置における制御が複雑になるという問題が生じていた。 However, in the former, there is a problem that the required cost is high, such as the use of a member that requires a strict temperature control in the periphery of the device, a member that is not easily deformed by a temperature change, and the latter in the device. There was a problem of complicated control.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、低コストかつ簡易な制御で塗工ギャップを実質的に許容範囲内に保ち、基材上に所望の膜厚の塗工膜を得る塗工装置および塗工膜形成システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a coating that obtains a coating film having a desired film thickness on a substrate while keeping the coating gap substantially within an allowable range with low cost and simple control. An object is to provide a processing apparatus and a coating film forming system.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、可撓性の基材の表面に塗工液を塗工する塗工装置であって、(a)前記基材の裏面に当接し当該基材を搬送する搬送ローラと、(b)前記搬送ローラによって搬送される前記基材の前記表面に向けて吐出口から塗工液を吐出する吐出部と、当該吐出部をその吐出方向に沿って双方向に変位させる吐出部変位機構と、吐出部を吐出方向に向けて付勢する付勢部と、を備える塗工部と、(c)前記付勢部によって付勢された前記吐出部が当接することによって、前記搬送ローラによって搬送される前記基材の前記表面と前記吐出口との前記吐出方向についての間隔である塗工ギャップを所定間隔に規定するギャップ規定部と、(d)前記搬送ローラの軸を第1位置で固定支持し、前記塗工部を前記第1位置より吐出方向について所定距離離れた第2位置で固定支持し、前記ギャップ規定部を前記吐出方向についての前記第1位置からの距離が前記所定距離より近い第3位置で固定支持する支持部材と、を備え、前記吐出部変位機構によって前記吐出部が前記搬送ローラに近づく方向に変位され、前記吐出部が前記付勢部によって付勢されて前記ギャップ規定部に当接した状態で、前記基材への塗工処理が実行されることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention described in
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の塗工装置であって、前記ギャップ規定部は、所定の制御信号を受けて、これに基づいて前記塗工ギャップを調整するギャップ調整機構を備えることを特徴とする。
Invention of
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の塗工装置であって、前記ギャップ調整機構は、前記付勢部によって吐出方向に向けて付勢される前記吐出部と当接する規定部材と、前記制御信号に基づいて前記規定部材を前記吐出方向に沿って双方向に変位する規定部材変位機構とを備えることを特徴とする。
Invention of
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の塗工装置であって、前記ギャップ規定部は、前記塗工ギャップを所定のギャップ量に固定することを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention is the coating apparatus according to the first aspect, wherein the gap defining portion fixes the coating gap to a predetermined gap amount.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の塗工装置であって、前記ギャップ規定部は、前記搬送ローラの前記軸をその内部に貫通させる孔部を有する輪形状の部材であり、前記軸の外周の形状と前記孔部の形状とが対応しており、前記支持部材に固定支持される前記軸が前記孔部に貫通されることによって、前記ギャップ規定部が前記軸に着脱可能に支持されることを特徴とする。
Invention of Claim 5 is a coating apparatus of
請求項6に記載の発明は、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の塗工装置において、前記第1位置と前記第3位置との距離が、前記所定距離の半分より短いことを特徴とする。
The invention according to
請求項7に記載の発明は、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の塗工装置において、前記付勢部は、吐出部に対して吐出方向に向けて弾性力を作用する弾性体によって構成されることを特徴とする。 A seventh aspect of the present invention is the coating apparatus according to any one of the first to sixth aspects, wherein the urging portion is an elastic body that acts on the discharge portion in the discharge direction. It is characterized by comprising.
請求項8に記載の発明は、請求項1ないし請求項7に記載の塗工装置に加え、前記基材の搬送経路に沿って前記塗工部よりも下流側に配置され、前記基材の前記表面に塗工された塗工液を乾燥する乾燥装置、をさらに備えることを特徴とする塗工膜形成システムである。
In addition to the coating apparatus according to any one of
請求項1ないし請求項8に記載の発明では、付勢部によって吐出部がギャップ規定部に付勢され塗工ギャップが所定間隔に規定された状態で、前記基材への塗工処理が実行される。このため、装置周辺での温度変化に伴って支持部材が膨張(或いは収縮)した場合であっても、付勢部の作用で吐出部がギャップ規定部に当接した状態が保たれる。そして、当該膨張(或いは収縮)の影響によって塗工ギャップが伸縮する量は、搬送ローラが固定支持される第1位置と塗工部が固定支持される第2位置との距離(以下、「塗工部−ローラ区間」と呼ぶ)ではなく、上記第1位置とギャップ規定部が固定支持される第3位置との距離(以下、「規定部−ローラ区間」と呼ぶ)によって定められる。
In the invention according to any one of
また、ギャップ規定部は、塗工部よりも搬送ローラに近い第3位置で支持部材に固定支持されている。すなわち、規定部−ローラ区間は、塗工部−ローラ区間よりも短い。部材の膨張(或いは収縮)による変形は、温度変化と当該部材の長さとに比例することから、本発明のように、塗工部より搬送ローラに近い位置に設けられたギャップ規定部によって塗工ギャップを規定することで、支持部材が熱変形した場合でもその影響で塗工ギャップが伸縮する量を小さく抑えることができる。 The gap defining portion is fixedly supported by the support member at a third position closer to the transport roller than the coating portion. That is, the defining portion-roller section is shorter than the coating portion-roller section. Since deformation due to expansion (or contraction) of a member is proportional to a change in temperature and the length of the member, as in the present invention, coating is performed by a gap defining portion provided at a position closer to the conveyance roller than the coating portion. By defining the gap, even when the support member is thermally deformed, the amount by which the coating gap expands and contracts due to the influence can be kept small.
請求項2に記載の発明では、塗工装置が塗工ギャップを調整可能なギャップ調整機構を備える。このため、塗工液の種類や塗工パターンなど塗工処理の条件に変更があった場合でも、ギャップ調整機構によって塗工ギャップを調整することで、基材上に所望の膜厚で塗工液を塗工することができる。
In the invention according to
請求項6に記載の発明は、規定部−ローラ区間が、塗工部−ローラ区間の半分より短い。このため、支持部材が熱変形した場合でもその影響で塗工ギャップが伸縮する量をより有効に小さく抑えることができる。
In the invention according to
<1 実施形態>
<1.1 実施形態の塗工膜形成システム1の構成>
図1は、本発明の実施形態である塗工膜形成システム1を示す概略的な側面図である。なお、図1および以降の各図にはそれらの方向関係を明確にするためZ方向を鉛直方向とし、XY平面を水平面とするXYZ直交座標系を適宜付している。また、理解容易の目的で、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。
<1 embodiment>
<1.1 Configuration of Coating
FIG. 1 is a schematic side view showing a coating
図1に示すように、本実施形態の塗工膜形成システム1は、大略的に、その表面S1(図2)に塗工処理を施される可撓性の基材FS(例えば、帯状の金属箔)を巻出し機21から巻き出して巻取り機26に巻き取られるまで搬送する搬送部2と、搬送部2によって搬送される基材FSの表面S1に塗工液90(例えば、正極或いは負極の活物質を含有するスラリー)を吐出することによって、当該基材FSの表面S1に搬送経路に沿って延びる塗工パターンで塗工液90を塗工する塗工部3(図2)と、基材FSの搬送経路に沿って塗工部3より下流側で巻取り機26より上流側に配せられ、基材FSの表面S1に塗工された塗工液90を乾燥させる乾燥装置4と、塗工膜形成システム1の各部の動作制御を行う制御部6と、を備える。なお、本明細書中において、基材FSの表面S1とは塗工液90が塗工されて所定の塗工膜(本実施形態では、活性電極層)が形成される側の主面を、裏面S2とは他方の主面を意味する。
As shown in FIG. 1, the coating
搬送部2は、可撓性の基材FSをコイル状に巻回して装着され、回転モータ21aの回転駆動によって当該基材FSを繰り出す巻出し機21と、巻出し機21より繰り出される基材FSを巻取り機26まで搬送する複数の搬送ローラ22〜25と、複数の搬送ローラ22〜25を介して搬送される基材FSを回転モータ26aの回転駆動によってコイル状に巻回して回収する巻取り機26とを有する。
The
図1に示すように、搬送部2は、複数の搬送ローラ22〜25として、巻出し機21より巻き出される基材FSを塗工部3に向けて搬送する搬送ローラ22(本実施形態では、3つ)と、吐出部31に対向して配置されて基材FSの裏面S2に当接し当該基材FSを搬送する搬送ローラ23(図2)と、乾燥装置4内において基材FSをフローティング搬送する複数の搬送ローラ24(本実施形態では、搬送ローラ24a〜24cの3つ)と、乾燥装置4から送られる基材FSを巻取り機26に巻き取られるまで搬送する複数の搬送ローラ25(その一部を図1に図示)とを備える。
As illustrated in FIG. 1, the
搬送ローラ22〜25はいずれも、基材FSの幅(Y方向長さ)より長い幅を有する円筒形状のフラットローラ(例えば、SUS製のローラ)であり、図示しないモータによって主動的に回転可能となっている。このため、制御部6によって、搬送ローラ22〜25が同期して回転されることで基材FSは搬送経路に沿って搬送される。
Each of the
図2,図3は、吐出部変位機構33によって塗工部3が−X,+X方向に変位された場合における塗工装置300の側面図である。また、図4は、基材FSを搬送していない状態における図3に示す塗工装置300の上面図である。なお、図2〜図4においては、供給部311(図1)にかかる構成は省略されている。
2 and 3 are side views of the
図2および図3に示すように、塗工部3は、搬送ローラ23によって搬送される基材FSの表面S1に向けて吐出口310aからスラリー状の塗工液90を吐出する吐出部31と、吐出部31をその吐出方向(X方向)に沿って双方向に変位させる吐出部変位機構33と、吐出部31を吐出方向に向けて付勢する付勢部35と、を備える。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、図4に示すように、搬送ローラ23はY方向に伸びる軸23aを位置P1(第1位置)に、塗工部3は位置P1より−X方向に距離L12だけ離れた位置P2(第2位置)に固定部材330aを介して、共通の支持部材である2つのフレーム30(例えば、SUS製の板状部材)によって固定支持される。このように、搬送ローラ23および固定部材330a(塗工部3)が2つのフレーム30に固定されているため、吐出部変位機構33によって吐出部31をその吐出方向(X方向)に沿って変位させることで、スリットノズル310の吐出口310aと搬送ローラ23に支持搬送される基材FSとの間隔が調節される。本明細書中においては、塗工膜形成システム1のうち、搬送ローラ23、塗工部3、ギャップ規定部37、およびフレーム30を備え、基材FSへの塗工処理を実行するための構成を、特に「塗工装置300」と呼ぶ。
Further, as shown in FIG. 4, the
なお、図2以降の各図において、図中に示す十字印は、2つのフレーム30と、搬送ローラ23の軸23a、ギャップ規定部37、および固定部材330aとの固定箇所を概念的に示すマークである。本実施形態におけるこの十字印は、上記各部とフレーム30との固着面(XZ面)における中心位置を示している。また、本明細書中において、「フレーム30に固定」とは、当該部材がフレーム30に直接に固定される場合に加え、上記塗工部3のように他の部材(固定部材330a)を介して間接に固定される場合を含む。
2 and the subsequent drawings, the cross marks shown in the drawing are marks that conceptually indicate the fixing positions of the two
吐出部31は、Y方向に伸び+X方向に塗工液90を吐出する長尺状の吐出口310aを有するスリットノズル310と、スリットノズル310に塗工液90を供給する供給部311と、よって構成される。
The
図1に示すように、供給部311は、塗工液90を収容した供給源312と、モータ313aを駆動させることによって供給源312からスリットノズル310まで配管部314を通じて塗工液90を送液する供給ポンプ313と、を備える。
As shown in FIG. 1, the
このため、供給ポンプ313によって塗工液90がスリットノズル310まで送液され、搬送ローラ23に支持搬送される基材FSに向けて吐出口310aから塗工液90が吐出される。その結果、基材FSの表面S1には搬送経路に沿って塗工液90が塗工される。
For this reason, the
吐出部変位機構33は、固定部材330aを介してフレーム30に位置P2で固定される固定台330と、固定台330の上面にX方向に沿って形成される2本のガイド部331と、スリットノズル310を支持するノズル支持台334と、X方向に伸びノズル支持台334と螺合するボールねじ333を正逆回転させることでノズル支持台334をX方向に沿って双方向に変位(換言すれば往復動)させる駆動部332と、を有する。また、ノズル支持台334の下面には、上記2本のガイド部331を受けてノズル支持台334をX方向に沿って案内させる2本のガイド受け部(図示ぜず)が設けられている。
The discharge
このため、駆動部332(典型的にはモータ)によってボールねじ333を正逆回転させることで、ノズル支持台334およびこれに支持されるスリットノズル310を±X方向に変位(移動)させることができる。本実施形態の塗工膜形成システム1においては、搬送部2によって搬送される基材FSに塗工処理を行う期間は吐出部変位機構33によって吐出部31が+X方向に変位されており(図3)、メンテナンスなどの目的で塗工処理を行わない期間には吐出部変位機構33によって吐出部31が−X方向に変位されている(図2)。これらの変位制御は公知の種々の方法を採用可能であるが、その典型例としては、ボールねじ333に螺合するノズル支持台334の位置をモータの回転量から検知するエンコーダを基に駆動部332を制御する方法がある。
For this reason, the
付勢部35は、その−X側の端部がノズル支持台334に+X側の端部がスリットノズル310に取り付けられており、ノズル支持台334に支持されるスリットノズル310に対して+X方向に弾性力を作用する弾性部351(バネなどの弾性体)と、ノズル支持台334の一部をX方向に貫通する棒状の部材でありその+X側の端部がスリットノズル310と連結され、その−X側の端部に係止部352aを有する係止部材352とを備える。
The biasing
このため、図2に示すように吐出部31が−X側に配される場合においては、弾性部351によってスリットノズル310が+X方向に付勢されるものの、係止部材352の係止部352aがノズル支持台334に当接され引っかかる状態となるため、スリットノズル310がノズル支持台334から離脱することはない。
For this reason, as shown in FIG. 2, when the
また、スリットノズル310の±Y側の両側面にはそれぞれ、後述するギャップ規定部37の規定部材371と当接してスリットノズル310の位置決めを行う位置決め部材316が設けられている。このため、図3および図4に示すように吐出部31が+X側に変位された状態では、スリットノズル310が付勢部35によって+X方向に付勢されることで2つの位置決め部材316が2つの規定部材371に当接され、スリットノズル310の位置決めが行われる。
Positioning
図5(a)および図5(b)は、ギャップ規定部37による規定部材371の突出長さDaと塗工ギャップDとの関係を示した図である。
FIG. 5A and FIG. 5B are diagrams showing the relationship between the protruding length Da of the defining
図2〜図5に示すように、ギャップ規定部37は、2つのフレーム30のそれぞれに、搬送ローラ23(位置P1)からの距離L13が距離L12より小さくなる位置である位置P3(第3位置)に設けられ、X方向に伸びる棒状部材である規定部材371と、当該規定部材371をX方向に沿って変位させる駆動部372とを備える。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
駆動部372(典型的には、直動モータを有する機構)は、規定部材371をX方向に沿って双方向に変位させることで、駆動部372から突出する規定部材371の長さDa(図5)を調節する規定部材変位機構として機能する。また、2本の規定部材371の−X側の端部は、YZ平面視において位置決め部材316と重なる位置に設けられる。
The drive unit 372 (typically a mechanism having a linear motion motor) displaces the defining
このため、駆動部372によって予め規定部材371の突出長さDaを調節した状態で、吐出部変位機構33によってスリットノズル310を+X方向に駆動する(図2の状態から図3の状態にする)ことで、付勢部35によって付勢された吐出部31の2つの位置決め部材316が2本の規定部材371に当接しスリットノズル310の位置決めがなされる(図5)。このように、ギャップ規定部37は、付勢部35による+X方向(搬送ローラ23側)へのスリットノズル310の変位を制限(突出長さDaに対応した位置で位置決め)するストッパーとして機能する。なお、本実施形態の塗工装置300では、駆動部372によって調節される規定部材371の突出長さDaは、制御部6から送られる所定の制御信号に基づいて調整される。
For this reason, the
こうしてスリットノズル310の位置決めが行われた結果、吐出口310aと基材FSの表面S1との吐出方向についての間隔(以下、「塗工ギャップD」と呼ぶ)が規定される。塗工ギャップDは、基材FS上に形成される塗工膜の膜厚に影響を与える因子であるので、一定以上の精度で調整されることが求められる。
As a result of the positioning of the
以上説明したように、本実施形態の塗工膜形成システム1では、固定部材330aと搬送ローラ23の軸23aとがフレーム30に固定支持されて両者の相対的な位置関係が保たれており、吐出部変位機構33を能動化することでスリットノズル310と搬送ローラ23(およびそれに支持搬送される基材FS)とのX方向についてのマクロな位置関係が調節される(図2,3)。そして、吐出部変位機構33によって吐出部31が搬送ローラ23に近づく方向(+X方向)に変位されると、吐出部31が付勢部35によって付勢されてギャップ規定部37に当接されて塗工ギャップDが規定される(ギャップ規定処理:図5)。このようにギャップ規定部37によって塗工ギャップDが規定された後で、塗工膜形成システム1の各部が能動化されて基材FSへの塗工処理が実行される。
As described above, in the coating
本実施形態において、塗工ギャップDが、吐出部変位機構33(典型的には、そのエンコーダ)によって規定されるのではなく、図5に示すように搬送ローラ23(位置P1)からの距離が固定部材330a(位置P2)より近いギャップ規定部37(位置P3)によって規定される理由については<1.2 周辺温度の変化による塗工ギャップDの影響>で詳細に説明する。
In the present embodiment, the coating gap D is not defined by the discharge portion displacement mechanism 33 (typically, its encoder), but the distance from the transport roller 23 (position P1) as shown in FIG. The reason why the gap is defined by the gap defining portion 37 (position P3) closer to the fixing
図1に戻って、乾燥装置4は、搬送上流側から順に3つの乾燥ユニット4a〜4cを有し、当該乾燥ユニット4a〜4cの内部を通じて基材FSを順次に搬送しつつ、基材FSの表面S1に塗工された塗工液90を乾燥させる(基材FS上に塗工膜を形成する)装置である。乾燥装置4としては、基材FSの表面に熱風を吹き付け塗工液90を乾燥させる構成など、公知の種々の乾燥手段を利用できる。
Returning to FIG. 1, the
そして、乾燥ユニット4a〜4cで乾燥処理を施された基材FSは、搬送下流の複数の搬送ローラ25を介して搬送され、巻取り機26によって回収される(図1)。
Then, the base material FS that has been dried by the drying
図6に示す制御部6は、塗工膜形成システム1に設けられた上記の種々の動作機構を制御する。制御部6のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、制御部6は、各種演算処理を行うCPU61、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるROM62、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるRAM63、および処理プログラムやデータなどを記憶しておく固定ディスク64をバスライン69に接続して構成されている。
The
また、バスライン69には、搬送部2、塗工部3、乾燥装置4、およびギャップ規定部37が接続されている。制御部6のCPU61は、固定ディスク64に格納されている処理プログラムを実行することにより、塗工膜形成システム1に係る各部を制御して各処理を実行する。
Further, the
また、バスライン69には、入力装置65および表示装置66が電気的に接続されている。入力装置65は、例えばキーボードやマウス等を用いて構成されており、コマンドやパラメータ等の入力を受け付ける。表示装置66は、例えば液晶ディスプレイ等を用いて構成されており、処理結果やメッセージ等の種々の情報を表示する。
In addition, an
塗工膜形成システム1の使用者は、表示装置66に表示された内容を確認しつつ入力装置65からコマンドやパラメータ等の入力を行うことができる。なお、入力装置65と表示装置66とを一体化してタッチパネルとして構成するようにしても良い。
The user of the coating
さらに、バスライン69には、DVDやCD−ROMなどの記録媒体RMから記録内容を読み取る読取装置67が接続されている。処理プログラムは、記録媒体RMから読取装置67によって読み出されて固定ディスク64に格納されるようにしてもよい。また、ネットワーク経由で外部の情報処理装置からダウンロードされるようにしてもよい。
Further, a
以上のような全体構成となっているため、塗工膜形成システム1では、塗工対象となる基材FSを巻出し機21より巻き出して巻取り機26によって回収するまでの間に、塗工ギャップDを規定するギャップ規定処理と、基材FSの表面S1に塗工液90を塗工する塗工処理と、当該塗工液90に含まれる溶剤成分や水分などを蒸発させる乾燥処理とを施すことができる。この結果、基材FSの表面S1には所定の塗工パターン(典型的には、ストライプ状の平行配列パターン)で塗工膜が形成され、当該塗工膜の形成された基材FSを巻取り機26によって回収することができる。なお、塗工パターンとしては、上記ストライプ状の平行配列パターンの他にも、間欠的な塗工パターンや、いわゆるべた塗りの塗工パターンなど種々の塗工パターンを採用することができる。
Due to the overall configuration as described above, in the coating
そして、回収された基材FSは、塗工膜形成システム1の外部の加工処理部(図示せず)に搬送され、当該加工処理部で所望の大きさに切断された後、電極板として加工される。
And the collect | recovered base material FS is conveyed to the process part (not shown) outside the coating
<1.2 周辺温度の変化による塗工ギャップDの影響>
以下、塗工装置300の周辺温度の変化による塗工ギャップDの影響と、本実施形態の塗工装置300およびこれを含む塗工膜形成システム1の効果とについて説明する。
<1.2 Effect of coating gap D due to changes in ambient temperature>
Hereinafter, the influence of the coating gap D due to the change in the ambient temperature of the
実際の塗工処理においては、塗工装置300の周辺温度の変化によって、塗工装置300の各部は膨張(或いは収縮)する。以下の説明では、その一例として、ギャップ規定処理時よりも塗工処理時において周辺温度が高くなり塗工装置300の各部が膨張した結果、塗工ギャップDがギャップ規定処理時から変化する場合を例に説明する。
In the actual coating process, each part of the
下記の式1は、線膨張の一般式であり、ΔHは温度上昇にかかる部分の膨張長さ、Lは温度上昇前における上記部分の長さ、αは上記部分の線膨張率、Δtは温度上昇における温度の変化量を示す。
ΔH=L×α×Δt …(式1)
このため、
条件1: 膨張にかかる部分の長さLを小さくする、
条件2: 線膨張率αの小さい部材を使用する、
条件3: 周辺温度の変化量Δtを小さくする、
というそれぞれの条件を組み合わせ膨張長さΔHを小さくすることが、塗工ギャップDの変化量を実質的に許容範囲内に抑えることに有効となる。
ΔH = L × α × Δt (Formula 1)
For this reason,
Condition 1: The length L of the portion related to expansion is reduced,
Condition 2: Use a member having a small linear expansion coefficient α.
Condition 3: Ambient temperature change amount Δt is reduced.
Combining the above conditions and reducing the expansion length ΔH are effective in suppressing the change amount of the coating gap D within a substantially allowable range.
しかしながら、線膨張率αが小さく熱変形を起こしにくい部材は高価なことが多く、上記条件2を十分に満たすことは製造コストの増加につながることが課題となっていた。また、上記条件3についても、塗工装置300およびその周辺における温度管理をある程度の厳密性(例えば、標準温度から±1℃以内)で行うことは一般の装置において可能であるものの、温度管理をそれ以上の厳密性(例えば、標準温度から±0.5℃以内)で行うことは制御の困難性が高まるとともに製造コストの増加の課題があった。
However, a member having a small linear expansion coefficient α and hardly causing thermal deformation is often expensive, and satisfying the
そこで、本実施形態の塗工部3は、塗工ギャップDの変化の因子である膨張長さΔHを小さくするため上記条件1を十分に満たすことで、塗工ギャップDの変化量を許容範囲内に抑える上で要求されるその他の条件(条件2および条件3)を緩くすることが可能な構成となっている。以下、詳述する。
Therefore, the
図7は、周辺温度の上昇に伴って塗工ギャップDが大きくなった状態を示す、塗工部3と搬送ローラ23との側面図である。また、図8は、図7の比較例として、付勢部35およびギャップ規定部37が設けられておらず吐出部変位機構33のみによってスリットノズル310の位置決めを行う塗工装置300Aにおいて、周辺温度の上昇に伴って塗工ギャップDが大きくなった状態を示す側面図である。
FIG. 7 is a side view of the
ΔH13は、フレーム30に固定支持される搬送ローラ23(位置P1)とギャップ規定部37(位置P3)とのX方向距離L13についての、フレーム30の膨張量を示す。同様に、ΔH12は、フレーム30に固定支持される搬送ローラ23(位置P1)と塗工部3(位置P2)とのX方向距離L12についての、フレーム30の膨張量を示す。
ΔH13 indicates the expansion amount of the
なお、既述の通り、本実施形態の塗工装置300では、位置決め部材316が付勢部35によって規定部材371に当接されることによって塗工ギャップDが規定される。このため、フレーム30の距離L12にかかる部分が膨張量ΔH12だけ膨張することで、塗工部3とギャップ規定部37との距離がL12+ΔH12に広がったとしても、付勢部35によってスリットノズル310および位置決め部材316が+X方向に作用され、位置決め部材316が規定部材371に当接された状態が維持される。
As described above, in the
式1を用いることによって、ΔH13およびΔH12は以下のように表現できる。
By using
ΔH13=L13×α×Δt …(式2)
ΔH12=L12×α×Δt …(式3)
また、既述の通り、ギャップ規定部37は、搬送ローラ23(位置P1)との距離L13が、塗工部(位置P2)と搬送ローラ23(位置P1)との距離L12より小さくなるよう位置P3に配される。このため、L13<L12、式2、および式3から、下記式4が導かれる。
ΔH13 = L13 × α × Δt (Formula 2)
ΔH12 = L12 × α × Δt (Formula 3)
Further, as described above, the
ΔH13<ΔH12 …(式4)
このように、本実施形態の塗工膜形成システム1では、吐出部変位機構33のみによってスリットノズル310の位置決めを行う装置(図8)と比べて、フレーム30に起因する膨張量が小さい。上述したように、塗工ギャップDは基材FSへの塗工膜の膜厚性能に関わる因子であるので、塗工処理時における塗工ギャップD+ΔDについて、ギャップ規定処理時における塗工ギャップDからの変化量ΔDが小さくなるよう抑えることで、歩留まりの向上につながる。
ΔH13 <ΔH12 (Formula 4)
As described above, in the coating
特に、図4に示すように塗工ギャップDを規定する方向(X方向)についての各部の長さとして距離L12が最も大きい場合には、距離L12の膨張量であるΔH12が、上記変化量ΔDを規定する最大の因子となることから、搬送ローラ23に対して距離L12より近くに配されるギャップ規定部37によって塗工ギャップDを規定することの効果が顕著になる。
In particular, as shown in FIG. 4, when the distance L12 is the largest as the length of each part in the direction (X direction) that defines the coating gap D, ΔH12, which is the expansion amount of the distance L12, is the change amount ΔD. Therefore, the effect of defining the coating gap D by the
このように、本実施形態では、塗工ギャップDを規定する箇所を固定台330ではなくギャップ規定部37にすることで、上記条件1を十分に満足する。この結果、塗工ギャップDの変化量ΔDにおける許容範囲を満たすために要求されるその他の条件(条件2および条件3)が緩くなる。
As described above, in the present embodiment, the above-described
なお、本実施形態において、さらに、条件2および条件3を十分に満たせば、塗工処理時においてもギャップ規定処理時の塗工ギャップDをより厳密に保つことができ、基材FS上に所望の膜厚を形成できることは言うまでもない。
In addition, in this embodiment, if the
また、図2〜図4に示すように、搬送ローラ23とギャップ規定部37との距離L13が搬送ローラ23と固定部材330aとの距離L12の半分より短くなるよう設定すれば、2×ΔH13<ΔH12となるため、ギャップ規定部37および付勢部35を設けない構成(図8)に比べて、条件1をより十分に満たすことができ条件2および条件3を特に有効に緩めることができる。
2 to 4, if the distance L13 between the
<2 変形例>
以上、本発明の実施形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
<2 Modification>
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be modified in various ways other than those described above without departing from the spirit of the present invention.
上記実施形態では、塗工膜形成システム1によって基材FS上に電極を形成する目的で塗工液90が電極材料である場合について説明したが、塗工液90としては他にも、絶縁膜を形成するための封止材料や接着剤など種々の処理液を利用できる。
In the above embodiment, the case where the
また、上記実施形態では、塗工装置300の周囲の温度が上昇し、膨張について説明したが、収縮についても同様である。すなわち、収縮の場合においては、距離L12と距離L13とにおいてL12>L13であることによって、塗工装置300の塗工ギャップDを規定する部分はフレーム30の収縮の影響を受けにくくなり、ひいては塗工ギャップDの変形量ΔDを小さく抑えることができる。
In the above-described embodiment, the temperature around the
図9および図10は、上記実施形態の塗工装置300の変形例として、塗工装置300B,300Cの構成を示す図である。図9および以降の各図において、上記実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、重複説明を省略する。
FIG. 9 and FIG. 10 are diagrams showing configurations of
塗工装置300B(図9)は、塗工装置300における2つのギャップ規定部37に代えて、搬送ローラ23の軸23aをその内部に貫通させるための孔部371Bを有する2つのギャップ規定部37Bを備える。また、ギャップ規定部37Bは、その孔部371Bの形状が軸23aの外周の形状と対応する輪形状の部材である。このため、図9(a)および図9(b)に示すように、フレーム30に固定支持される搬送ローラ23の±Y側において軸23aがギャップ規定部37Bの孔部371Bに貫通されることによって、2つのギャップ規定部37Bが軸23aに着脱可能に支持される。また、2つのギャップ規定部37Bは、搬送ローラ23の軸23aによって、YZ平面視において2つの位置決め部材316と重なる位置に支持される。
The
そして、ギャップ規定処理においては、吐出部変位機構33によって吐出部31が+X方向に変位され、付勢部35によって+X方向に付勢される吐出部31の2つの位置決め部材316が2つのギャップ規定部37Bに当接することで、塗工ギャップDが規定される。
In the gap defining process, the
以上説明したように、塗工装置300Bでは、ギャップ規定部37Bが塗工ギャップDを調整可能なギャップ調整機構としての機能を有しておらず、塗工ギャップDは所定のギャップ量に固定される。このように、ギャップ規定部37Bが簡易な構成であるので、ギャップ規定部37Bおよびそれを含む塗工装置300Bは、安価かつ容易に製造することができる。
As described above, in the
また、孔部371Bの形状が軸23aの外周の形状と対応することは共通し、ギャップ規定部37Bの外周の形状や大きさが異なる複数のギャップ規定部37Bを準備することで、メンテナンス期間など塗工膜形成システム1で塗工処理を行わない期間に、装置の使用者が軸23aに取り付けられるギャップ規定部37Bを他のギャップ規定部37Bに交換することができる。これにより、上記実施形態と同様、塗工処理の条件を変更する場合でも、塗工処理前に塗工ギャップDを調整することができる。
Moreover, it is common that the shape of the
また、本変形例にかかる塗工装置300Bでは、輪形状のギャップ規定部37BのXZ平面における中心部分を軸23aが貫通しており、搬送ローラ23の固定位置である位置P1とギャップ規定部37Bの固定位置である位置P3とが共通化されている(図9)。このため、塗工装置300Bにおいては、位置P1と位置P3とのX方向距離L13=0となり、この区間のフレーム30の変形量ΔH13もΔH13=0となる。したがって、ギャップ規定処理時と塗工処理時とで装置周囲の温度が変化した場合であっても、ギャップ規定処理時に規定された塗工ギャップDがより有効に保たれる(変形量ΔDが小さい)。
Further, in the
塗工装置300C(図10)では、2つのギャップ規定部37C(典型的にはストッパー)が、YZ平面視において2つの位置決め部材316と重なる位置に、2つのフレーム30にそれぞれ固設されている。そして、ギャップ規定処理においては、吐出部変位機構33によって吐出部31が+X方向に変位され、付勢部35によって+X方向に付勢される吐出部31の位置決め部材316がギャップ規定部37Bに当接することで、塗工ギャップDが規定される。
In the
塗工装置300Cでは、ギャップ規定部37Cが塗工ギャップDを調整可能なギャップ調整機構としての機能を有しておらず、その形状もギャップ規定部37Bのように限定されないので、特に安価かつ容易に製造することができる。
In the
また、上記実施形態の塗工膜形成システム1においては、塗工ギャップDまたは塗工ギャップDの指標(スリットノズル310の位置、基材FSに塗工された塗工液90の形状など)を検出する検出手段は備えられていなかったが、当該検出手段を備える構成であってもよい。
In the coating
例えば、カメラ等の検出手段を備え塗工ギャップDやその指標を検出可能で、かつ上記実施形態のようにギャップ調節機構を有する塗工膜形成システム1においては、塗工処理中リアルタイムで上記検出を行い、その検出結果を基にギャップ規定部37をフィードバック制御(規定部材371の突出長さDaを制御)することで塗工ギャップDを精密に調整することが可能となる。
For example, in the coating
この場合においても、上記実施形態のように、X方向について塗工部3より搬送ローラ23側に配されるギャップ規定部37によって塗工ギャップDを規定することで、温度変化による塗工ギャップDの変化量ΔDが小さくなるので、上記フィードバック制御の複雑さが緩和される。
Even in this case, as in the above-described embodiment, by defining the coating gap D by the
また、吐出部変位機構33の構成、付勢部35の構成、搬送ローラ22〜25の個数、乾燥ユニットの個数などについては、上記実施形態の例に限定されるものではなく、適宜に設計変更可能である。
Further, the configuration of the discharge
1 塗工膜形成システム
2 搬送部
3 塗工部
4 乾燥装置
4a,4b,4c 乾燥ユニット
6 制御部
22,23,24,25 搬送ローラ
23a 軸
31 吐出部
33 吐出部変位機構
35 付勢部
37,37B,37C ギャップ規定部
300,300A,300B,300C 塗工装置
310 スリットノズル
310a 吐出口
316 位置決め部材
330 固定台
330a 固定部材
D 塗工ギャップ
ΔD 変化量
FS 基材
ΔH,ΔH12,ΔH13 フレーム30の膨張量
L12,L13 距離
P1,P2,P3 位置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
(a) 前記基材の裏面に当接し当該基材を搬送する搬送ローラと、
(b) 前記搬送ローラによって搬送される前記基材の前記表面に向けて吐出口から塗工液を吐出する吐出部と、当該吐出部をその吐出方向に沿って双方向に変位させる吐出部変位機構と、吐出部を吐出方向に向けて付勢する付勢部と、を備える塗工部と、
(c) 前記付勢部によって付勢された前記吐出部が当接することによって、前記搬送ローラによって搬送される前記基材の前記表面と前記吐出口との前記吐出方向についての間隔である塗工ギャップを所定間隔に規定するギャップ規定部と、
(d) 前記搬送ローラの軸を第1位置で固定支持し、前記塗工部を前記第1位置より吐出方向について所定距離離れた第2位置で固定支持し、前記ギャップ規定部を前記吐出方向についての前記第1位置からの距離が前記所定距離より近い第3位置で固定支持する支持部材と、
を備え、
前記吐出部変位機構によって前記吐出部が前記搬送ローラに近づく方向に変位され、前記吐出部が前記付勢部によって付勢されて前記ギャップ規定部に当接した状態で、前記基材への塗工処理が実行されることを特徴とする塗工装置。 A coating apparatus for coating a coating liquid on the surface of a flexible substrate,
(a) a transport roller that contacts the back surface of the base material and transports the base material;
(b) A discharge unit that discharges a coating liquid from a discharge port toward the surface of the base material that is transported by the transport roller, and a discharge unit displacement that displaces the discharge unit in both directions along the discharge direction. A coating portion comprising a mechanism and a biasing portion that biases the discharge portion toward the discharge direction;
(c) Coating that is an interval in the discharge direction between the surface of the base material transported by the transport roller and the discharge port when the discharge unit biased by the biasing unit comes into contact therewith A gap defining portion for defining the gap at a predetermined interval;
(d) The transport roller shaft is fixedly supported at a first position, the coating portion is fixedly supported at a second position away from the first position in the ejection direction by a predetermined distance, and the gap defining portion is disposed in the ejection direction. A support member fixedly supported at a third position whose distance from the first position is closer than the predetermined distance;
With
The discharge portion is displaced in the direction approaching the transport roller by the discharge portion displacement mechanism, and the discharge portion is urged by the urging portion and is in contact with the gap defining portion. A coating apparatus characterized in that a construction process is performed.
前記ギャップ規定部は、所定の制御信号を受けて、これに基づいて前記塗工ギャップを調整するギャップ調整機構を備えることを特徴とする塗工装置。 The coating apparatus according to claim 1,
The said gap prescription | regulation part is provided with the gap adjustment mechanism which adjusts the said coating gap based on this in response to a predetermined control signal, The coating apparatus characterized by the above-mentioned.
前記ギャップ調整機構は、前記付勢部によって吐出方向に向けて付勢される前記吐出部と当接する規定部材と、前記制御信号に基づいて前記規定部材を前記吐出方向に沿って双方向に変位する規定部材変位機構とを備えることを特徴とする塗工装置。 The coating apparatus according to claim 2,
The gap adjusting mechanism is configured to displace the regulation member in both directions along the ejection direction based on the control signal and a regulation member that contacts the ejection part urged toward the ejection direction by the urging part. The coating apparatus characterized by including a regulating member displacement mechanism.
前記ギャップ規定部は、前記塗工ギャップを所定のギャップ量に固定することを特徴とする塗工装置。 The coating apparatus according to claim 1,
The said gap prescription | regulation part fixes the said coating gap to predetermined | prescribed gap amount, The coating apparatus characterized by the above-mentioned.
前記ギャップ規定部は、前記搬送ローラの前記軸をその内部に貫通させる孔部を有する輪形状の部材であり、
前記軸の外周の形状と前記孔部の形状とが対応しており、前記支持部材に固定支持される前記軸が前記孔部に貫通されることによって、前記ギャップ規定部が前記軸に着脱可能に支持されることを特徴とする塗工装置。 The coating apparatus according to claim 4,
The gap defining portion is a ring-shaped member having a hole through which the shaft of the transport roller passes.
The shape of the outer periphery of the shaft corresponds to the shape of the hole, and the shaft that is fixedly supported by the support member passes through the hole so that the gap defining portion can be attached to and detached from the shaft. A coating apparatus characterized by being supported by
前記第1位置と前記第3位置との距離が、前記所定距離の半分より短いことを特徴とする塗工装置。 In the coating device according to any one of claims 1 to 5,
The coating apparatus, wherein a distance between the first position and the third position is shorter than half of the predetermined distance.
前記付勢部は、吐出部に対して吐出方向に向けて弾性力を作用する弾性体によって構成されることを特徴とする塗工装置。 In the coating device according to any one of claims 1 to 6,
The said biasing part is comprised by the elastic body which acts an elastic force toward a discharge direction with respect to a discharge part, The coating device characterized by the above-mentioned.
前記基材の搬送経路に沿って前記塗工部よりも下流側に配置され、前記基材の前記表面に塗工された塗工液を乾燥する乾燥装置、
をさらに備えることを特徴とする塗工膜形成システム。 In addition to the coating apparatus according to claim 1 to claim 7,
A drying device that is disposed on the downstream side of the coating unit along the transport path of the base material, and dries the coating liquid applied to the surface of the base material.
A coating film forming system, further comprising:
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Cited By (2)
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CN113275197A (en) * | 2021-05-24 | 2021-08-20 | 深圳市永丽威胶粘科技有限公司 | High temperature resistant shading sticky tape production facility |
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