JP2014188447A - 間欠塗工装置および塗膜形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】切替手段からノズルへと伝達される振動を低減できる間欠塗工装置を提供する。
【解決手段】塗工ノズル１１は、塗工液を基材５に吐出する。供給配管３０は塗工ノズル１１に接続され、塗工液が塗工ノズル１１に向かって流れる。切替手段３２は供給配管３０の開閉を繰り返し切り替えることで、塗工液を塗工ノズル１１から間欠的に吐出させる。ノズルベース５０は塗工ノズル１１が載置される。切替手段ベース６０はノズルベース５０と別体であって、切替手段３２が載置される。
【選択図】図３

Description

この発明は、ノズルから基材に向けて塗工液を間欠的に塗工する間欠塗工装置およびその間欠塗工装置を有する塗膜形成システムに関する。

従来より、リチウムイオン電池などの化学電池の製造においては、基材としての金属箔の上にノズルから比較的高粘度の電極材料の塗工液を吐出して塗工膜を形成する塗工装置が使用されている。このような塗工装置には、電極材料を断続的に塗工して塗工領域と非塗工領域とを交互に形成する間欠塗工を行うものがある（例えば、特許文献１）。

特許文献１に開示の間欠塗工を行う装置においては、微小なスリット状の吐出口を有するスロットダイから塗工液を断続的に吐出する。この装置では、塗液貯蔵手段からスロットダイに繋がる送液経路から分岐してリリーフ経路が設けられており、三方弁によって経路を繰り返し切り替えることにより間欠塗工が行われる。非塗工時にリリーフ経路に流れ込んだ塗工液は塗液貯蔵手段へと還流される。

また本発明に関連する技術として特許文献２が開示されている。

特開２０１２−３０１９３号公報 特開２０１１−８３７１９号公報

間欠塗工を行なう際には、スロットダイの吐出口と基材との間隔を精度よく維持することが重要となる。吐出口が基材に対して変動すると、所望の形状で精度よく塗工領域を形成できないからである。

さて間欠塗工は例えば三方弁により経路を繰り返し切り替えることにより行なわれるところ、経路の切替は機械的な動作（配管の開閉）を伴うので、当該切替に応じて三方弁には振動が生じる。そして、この振動が吐出口へと伝達されると、吐出口と基材との間隔に変動が生じえる。これは上述のとおり好ましくない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、切替手段からノズルへと伝達される振動を低減できる間欠塗工装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、ノズルから基材に向けて塗工液を間欠的に塗工する間欠塗工装置であって、ノズルと、前記ノズルに接続され、塗工液が前記ノズルに向かって流れる供給配管と、前記供給配管の開閉を繰り返し切り替えることで、前記ノズルから前記基材に向けて前記塗工液を間欠的に吐出させる切替手段と、前記ノズルが載置されるノズルベースと、前記ノズルベースと別体であって、前記切替手段が載置される切替手段ベースと、を備えることを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る塗工装置において、前記ノズルベースを移動させて前記ノズルの前記基材に対する位置を調整するノズル移動手段と、前記ノズル移動手段による前記ノズルベースの移動方向と同じ方向に前記切替手段を移動させる切替移動手段とを更に備えることを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項２記載の間欠塗工装置において、前記ノズル移動手段は前記ノズルベースを水平方向に移動させ、前記切替移動手段は、任意の水平方向に前記切替手段を自由に移動可能であり、前記ノズルの移動が前記供給配管を介して伝達されることで、前記移動方向と同じ方向に前記切替手段を移動させることを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の間欠塗工装置において、前記切替手段ベースに設けられ、前記切替手段から前記ノズルへの振動伝達を抑制する振動抑制手段を更に備えることを特徴とする。

また、請求項５の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一つに記載された間欠塗工装置と、前記間欠塗工装置によって前記塗工液が塗布された前記基材に対して加熱処理を行なって前記塗工液を乾燥させる乾燥手段と、前記基材を前記間欠塗工装置および前記乾燥手段へと順に搬送する搬送手段と、を備える。

間欠塗工装置においては、ノズルと切替手段との間の供給配管が短く設定される。これは、切替手段による供給配管の開閉の切替を、ノズルでの間欠的な吐出（つまり吐出／停止）に速やかに反映させるためである。そして互いに近距離に配置される部材は通常は同一体のベース状に載置される。

一方で請求項１，５の発明によれば、このように近距離に配置されるノズルと切替手段とが別体のノズルベースと切替手段ベースとにそれぞれ載置される。切替手段による供給配管の開閉の切替は機械的変化を伴うので振動が生じるところ、この振動がベースを介してノズルに伝達されにくい。ノズルの振動は間欠塗工の精度を悪化させるところ、このような間欠塗工の精度悪化を抑制することができる。

請求項２の発明ではノズルと切替手段との位置関係が変化しにくいので、供給配管に生じる応力を低減することができる。特に、間欠塗工装置においてはノズルと切替手段との間の距離が短い。よって仮に切替手段の位置が固定されていれば、ノズルの移動に伴って比較的大きい供給配管に応力が生じる。したがって、応力を低減できる請求項２の発明は間欠塗工装置において特に好適となるのである。

一方で請求項２の発明では、切替手段が移動する。よって切替手段の上流側（ノズルとは反対側）の部材、例えば塗工液を貯留する貯留手段と、切替手段との間の相対位置が変化しえる。しかるに間欠塗工の精度向上という観点で、切替手段の上流側の配管長を短く設定する必要性は低い。よって当該配管長を長く設定することができる。このように配管長を長く設定すれば、切替手段の移動に伴う配管の応力は小さく、問題になりにくい。

請求項３の発明によれば、切替移動手段が任意の水平方向に切替手段を自由に移動可能であるので、ノズル移動手段に対して切替移動手段の位置あわせを不要にできる。

またノズルの位置が固定されて間欠塗工が行なわれた際に、切替手段は、自身の切替動作に起因して水平方向に移動できるので、切替手段ベースを介したノズルへの振動が伝達されにくい。

請求項４の発明によれば、振動の伝達を更に抑制できる。

本発明に係る間欠塗工装置を組み込んだ塗膜形成システムの全体構成を示す図である。 本発明に係る間欠塗工装置の概略構成を示す図である。 本発明に係る間欠塗工装置の一部の概略構成を示す斜視図である。 本発明に係る間欠塗工装置の一部の概略構成を示す斜視図である。 本発明に係る間欠塗工装置の一部の概略構成を示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。

＜塗膜形成システムの全体構成＞
図１は、本発明に係る間欠塗工装置を組み込んだ塗膜形成システム１の全体構成を示す図である。なお、図１および以降の各図においては、理解容易のため、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。

この塗膜形成システム１は、基材としての金属箔の上に電極材料である活物質の塗工液を塗工し、その塗工液の乾燥処理を行ってリチウムイオン二次電池の電極製造を行う装置である。塗膜形成システム１は、間欠塗工装置１０、乾燥部７０および搬送機構８０を備える。また、塗膜形成システム１は、システム全体を管理する制御部９０を備える。

基材５は、リチウムイオン二次電池の集電体として機能する金属箔である。塗膜形成システム１にてリチウムイオン二次電池の正極を製造する場合には、基材５として例えばアルミニウム箔（Ａｌ）を用いることができる。また、塗膜形成システム１にて負極を製造する場合には、基材５として例えば銅箔（Ｃｕ）を用いることができる。基材５は長尺のシート状の金属箔であり、その幅および厚さについては特に限定されるものではないが、例えば幅６００ｍｍ〜７００ｍｍ、厚さ１０μｍ〜２０μｍとすることができる。

長尺の基材５は、巻き出しローラ８１から送り出されて巻き取りローラ８２によって巻き取られることにより、間欠塗工装置１０、乾燥部７０の順に搬送される。搬送機構８０は、これら巻き出しローラ８１および巻き取りローラ８２と複数の補助ローラ８３とを備えて構成される。なお、補助ローラ８３の個数および配置位置については、図１の例に限定されるものではなく、必要に応じて適宜に増減することができる。

乾燥部７０は、間欠塗工装置１０にて基材５の上に形成された塗工液の塗膜の乾燥処理を行う。乾燥部７０は、搬送機構８０によって搬送される基材５を加熱することによって、塗工液から溶剤を蒸発させて乾燥処理を行う。乾燥部７０は、例えば、塗工液の塗膜を緩やかに昇温させる予熱部、塗膜を所定温度にまで昇温して主たる加熱を行うメイン乾燥部、塗膜をより高温に加熱して膜中の歪みや残留応力を除去するアニール部、加熱された塗膜を冷却する冷却部などを備えていても良い。

＜塗工装置＞
図２は、本発明に係る間欠塗工装置１０の概略構成を示す図である。間欠塗工装置１０は、主たる要素として塗工ノズル１１、貯留タンク２０、供給配管３０，３７および循環配管４０を備える。貯留タンク２０は、リチウムイオン二次電池の電極材料である活物質の溶液を塗工液として貯留する。塗膜形成システム１にて正極を製造する場合には、正極材料の塗工液として、例えば正極活物質であるコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）、導電助剤であるカーボン（Ｃ）、結着剤であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）の混合液を貯留する。コバルト酸リチウムに代えて、正極活物質としてニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ_２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）、燐酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ_４）などを用いることもできる。

一方、塗膜形成システム１にて負極を製造する場合には、負極材料の塗工液として、例えば負極活物質である黒鉛（グラファイト）、結着剤であるＰＶＤＦ、溶剤であるＮＭＰの混合液を貯留タンク２０に貯留する。黒鉛に代えて、負極活物質としてハードカーボン、チタン酸リチウム（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２）、シリコン合金、スズ合金などを用いることもできる。また、正極材料および負極材料の双方において、結着剤としてＰＶＤＦに代えてスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）などを使用することができ、溶剤としてＮＭＰに代えて水（Ｈ_２Ｏ）などを使用することができる。さらに、結着剤としてＳＢＲ、溶剤として水を用いる場合には、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を併用することもできる。これら正極材料および負極材料の塗工液は固体（微粒子）が分散されたスラリーであってその粘度はいずれも１Ｐａ・ｓ（パスカル秒）以上であり、一般的にチクソトロピー性を有する。

貯留タンク２０には、攪拌機およびエア加圧ユニットなどが付設されていても良い。攪拌機は、貯留タンク２０に貯留されている塗工液を攪拌して濃度分布を均一にする。エア加圧ユニットは、高圧の空気を貯留タンク２０内の気相部分に送り込んで貯留されている塗工液の液面を加圧する。

貯留タンク２０と塗工ノズル１１とは供給配管３０，３７によって連通接続されている。供給配管３７は、貯留タンク２０に貯留されている塗工液を供給バルブ３２に向けて供給する。供給配管３０は、供給バルブ３２からの塗工液を塗工ノズル１１に向けて供給する。供給配管３０，３７としては、ステンレス管または樹脂管（フレキシブル配管を含む、以下同様）を用いることができる。供給配管３７の経路途中にはポンプ３１が介挿され、供給配管３０の経路途中にはフィルタ３３およびシリンジ３６が介挿されている。また、供給配管３７の経路途中から分岐して循環配管４０が設けられている。循環配管４０の基端側は、ポンプ３１よりも下流側（塗工ノズル１１に近い側）の位置で供給配管３７に接続され、先端側は貯留タンク２０に接続されている。

ポンプ３１は、循環配管４０の接続部位よりも上流側（貯留タンク２０に近い側）に設けられており、制御部９０によって制御されて、貯留タンク２０に貯留されている電極材料の塗工液を供給配管３７に圧送する。供給バルブ３２は、制御部９０によって制御されて、供給配管３０の流路を繰り返し開閉する。これにより、塗工ノズル１１への塗工液の供給／停止が繰り返し切り替えられる。フィルタ３３は、供給バルブ３２と、供給配管３０の経路における循環配管４０との接続部位との間に介挿され、供給配管３０を塗工ノズル１１に向けて流れる塗工液から異物を取り除く。シリンジ３６は供給バルブ３２と塗工ノズル１１との間に設けられている。シリンジ３６は、制御部９０によって制御され、供給バルブ３２を閉止するときに供給配管３０から塗工液を引き込む。これにより、塗工ノズル１１からの塗工液の吐出を速やかに停止させることができる。

塗工ノズル１１は、基材５の幅方向に沿ってスリット状の吐出口１１ａを設けたスリットノズルである。塗工ノズル１１は、供給配管３７，３０を経由して送給された塗工液をバックアップローラ１２に押圧支持された状態で走行する基材５の表面に吐出口１１ａから塗工する。塗工ノズル１１には、バックアップローラ１２と吐出口１１ａとの間隔を調整するノズル用移動機構５１および姿勢を規定する姿勢調整機構（図示省略）が設けられている。

供給配管３７の経路途中から分岐して設けられた循環配管４０の先端側は貯留タンク２０に接続されている。供給配管３０，３７と同じく、循環配管４０としてもステンレス管または樹脂管を用いることができる。循環配管４０は、貯留タンク２０から送出されて供給配管３０から流れ込んだ塗工液を貯留タンク２０に還流させる。循環配管４０には、循環バルブ４１およびフィルタ４３が介挿されている。循環バルブ４１は、制御部９０によって制御されて、循環配管４０の流路を開閉する。フィルタ４３は、循環バルブ４１と貯留タンク２０との間に設けられており、循環配管４０を貯留タンク２０へと向けて流れる塗工液から異物を取り除く。

循環バルブ４１を閉止しつつ供給バルブ３２を開放すると、貯留タンク２０から送出された塗工液は供給配管３７，３０の全体にわたって流れ、塗工ノズル１１へと供給される。

一方、供給バルブ３２を閉止しつつ循環バルブ４１を開放すると、貯留タンク２０から送出された塗工液は供給配管３７の途中まで流れて循環配管４０に流入し、再び貯留タンク２０へと還流される。すなわち、供給バルブ３２は、貯留手段から送入される塗工液の、供給配管３０を介した塗工ノズル１１への送出／停止を繰り返し切り替えることで、塗工液を塗工ノズル１１から間欠的に吐出させる切替手段として機能する。

また供給バルブ３２の閉止に伴って、シリンジ３６が供給配管３０から塗工液を引き抜く。これにより、吐出口１１ａの塗工液が供給バルブ３２側に吸引されて、塗工液が垂れることを抑制する。

供給バルブ３２および循環バルブ４１の開閉のタイミングは制御部９０によって適宜に制御され、この開閉を繰り返し切り替えることで、基材５の所定位置に所定幅で塗工液が間欠的に塗布される。

また、図２の例示では、圧力計３５が付設されている。圧力計３５は例えば、循環配管４０との接続部位とポンプ３１との間の位置で供給配管３７に設けられる。圧力計３５が計測する測定値は制御部９０に出力される。制御部９０は例えば当該圧力が所望の値となるようにポンプ３１の駆動速度（回転速度）を制御することができる。

さて間欠塗工装置においては、上述の通り、供給配管３０の基端に設けられる供給バルブ３２を開閉制御することで、供給配管３０の先端に設けられる塗工ノズル１１からの間欠塗工を制御する。また、供給バルブ３２が閉じるときには、シリンジ３６が供給配管３０から塗工液を引き込むことで、塗工ノズル１１からの吐出を速やかに停止する。

よって供給配管３０の配管長が間欠塗工の応答性に影響を与える。ここでいう応答性とは、供給バルブ３２の開／閉から塗工液の塗工ノズル１１からの吐出／停止までの時間的な応答性をいう。この応答性は配管長が長いほど低くなる。より詳細にその理由について説明すると、供給配管３０を流れる塗工液には微小気泡が含まれており、この微小気泡はクッションの役割を果たすことになり、塗工ノズル１１から垂れる塗工液を引き込みにくくする。そして配管長が長いほど微小気泡が多く含まれるので、より塗工液が引き込みにくくなるのである。したがって、供給バルブ３２が閉止するときにシリンジ３６が塗工液を引き込んだとしても、配管長が長い場合には塗工ノズル１１から塗工液が垂れる可能性があるのである。これにより、応答性が劣化する。

また、供給配管３０の基端に設けられる供給バルブ３２の開閉に伴う塗工液の圧力変化が、供給配管３０の先端に設けられる塗工ノズル１１まで伝達されるのに時間がかかることも応答性劣化の要因として考察することができる。この観点でも供給配管３０が長いほど応答性が劣化する。

そして、間欠塗工装置では、塗工ノズル１１からの塗工液の吐出／停止のタイミングが塗膜の形成位置および形状に影響するので、応答性が高いことが望ましい。したがって、間欠塗工装置においては、供給バルブ３２と塗工ノズル１１との間の距離は短く設定される。

以上のように、間欠塗工装置では供給バルブ３２と塗工ノズル１１との間の距離が短く設定されるので、通常は、供給バルブ３２と塗工ノズル１１とは同一のベースに載置される。

図３は間欠塗工装置の一部の一例を示す模式的な斜視図である。図３では、図を見やすくするために、貯留タンク２０、ポンプ３１、フィルタ３３，４３、圧力計３５、シリンジ３６および移動機構５１，６１を省略している。

本実施の形態では上述の事情にもかかわらず、図３に示すように、供給バルブ３２と塗工ノズル１１とが別体のバルブベース６０とノズルベース５０とにそれぞれ載置されている。ノズルベース５０とバルブベース６０とは互いに離間している。

さて供給バルブ３２の開閉は機械的な動作を伴うので、供給バルブ３２は繰り返しの開閉動作に起因して振動を発生する。この開閉の切替は例えば１秒間に数回以上行なわれるので、数Ｈｚ以上の振動が発生する。

しかるに本実施の形態では、供給バルブ３２が載置されるバルブベース６０は、塗工ノズル１１が載置されるノズルベース５０とは別体である。したがって、供給バルブ３２と塗工ノズル１１とが同じベースに載置される構造に比して、供給バルブ３２からベースを介して塗工ノズル１１へと伝達される振動を抑制することができる。

仮に塗工ノズル１１が振動すれば、塗工膜（塗膜とも言う）の形状についての精度を低下させるところ、本実施の形態では塗工ノズル１１の振動を抑制できるので、当該精度の低下を抑制することができる。言い換えれば、塗工膜の形状の精度を向上するために、供給バルブ３２として振動しにくいバルブを採用する必要性を低下することができ、より安価なバルブを採用することができる。

なお循環バルブ４１は上述のように供給バルブ３２が開放するときに閉止し、供給バルブ３２が閉止するときに開放するので、循環バルブ４１も供給バルブ３２と同様の振動を発生する。したがって図３に示すように、循環バルブ４１もノズルベース５０とは別体のベースに載置されることが望ましい。これにより、供給バルブ３２および循環バルブ４１からの振動が塗工ノズル１１へと伝達されることを抑制できる。図３の例示では、供給バルブ３２と循環バルブ４１とが同じバルブベース６０に載置されている。

またノズルベース５０およびバルブベース６０は共通の基台に取り付けられても構わないし、それぞれ別体の基台に取り付けられても構わない。前者であっても、ノズルベース５０と基台とは別体であり、バルブベース６０と基台とが別体であるので、これらが一体である場合に比べれば、供給バルブ３２、あるいは更に循環バルブ４１から塗工ノズル１１へと伝わる振動を抑制することができる。

またシリンジ３６はノズルベース５０およびバルブベース６０のどちらに設けられても構わない。応答性という観点では、シリンジ３６は塗工ノズル１１の近くに設けられることが望ましいので、ノズルベース５０に設けられることが望ましい。他方、シリンジ３６による塗工液の引き込みも機械的な動作を伴うので、振動抑制という観点では、シリンジ３６はバルブベース６０に設けられても良い。

＜移動機構＞
上述したとおり、塗工ノズル１１には、バックアップローラ１２に対する位置調整を行なうためのノズル用移動機構５１が設けられる（図２参照）。ノズル用移動機構５１としては、例えば二軸移動可能で能動的に制御される公知の移動機構を採用できる。ノズル用移動機構５１はノズルベース５０に取り付けられて、ノズルベース５０を移動させる。これにより、ノズルベース５０に対して位置固定された塗工ノズル１１も移動することとなる。例えば塗工ノズル１１をバックアップローラ１２から遠ざけることで、これらの間の空間を広げ、塗工ノズル１１のメンテナンスを行なう。

間欠塗工装置において応答性を向上させるためには、供給バルブ３２と塗工ノズルとの間の距離を短く設定する必要がある。つまり、供給配管３０の配管長は短く設定される。しかしながら、供給バルブ３２の位置が固定された状態で塗工ノズル１１を柔軟に移動可能とするためには、供給配管３０としてフレキシブル配管が考えられるものの、配管長が短いフレキシブル配管は一般的に可撓性が低い。そのため、供給配管３０として採用可能な配管の種類を狭めることになりコスト増を招く。

図４は、間欠塗工装置の一部の一例を示す斜視図である。図４では、図３と同様に図を見やすくすべく、適宜に各構成を省略している。本実施の形態では、図１，４に例示するように、供給バルブ３２を移動するためのバルブ用移動機構６１が設けられることが望ましい。バルブ用移動機構６１は例えばバルブベース６０に取り付けられて、バルブベース６０を移動可能とする。これにより、バルブベース６０に対して位置固定された供給バルブ３２も移動可能となる。

またバルブ用移動機構６１は、ノズル用移動機構５１の移動方向と同じ方向に供給バルブ３２を移動させる。換言すれば、バルブ用移動機構６１は、塗工ノズル１１の移動に追随して供給バルブ３２が移動させる。これにより、塗工ノズル１１と供給バルブ３２との相対位置の変動を抑制しながら、塗工ノズル１１を移動させることができる。したがって塗工ノズル１１の移動に伴って生じる供給配管３０の曲げ応力を抑制することができる。

よって、供給配管３０として例えば形状が固定された配管（例えばステンレス鋼の配管）を採用することができる。またフレキシブル配管でも、配管長が短く比較的曲げにくいものを採用することができる。つまり採用可能な配管の種類を増大することができる。

なお例えば図４の例示では、供給配管３０が略直角に曲がっている。本間欠塗工装置では塗工ノズル１１と供給バルブ３２との間の距離が短いので、供給配管３０は非常に小さい曲率半径で曲げる必要がある。このように小さい曲率半径でフレキシブル配管を曲げることは、一般に流通するフレキシブル配管では難しい。よってこの場合は、例えばステンレス鋼など、形状が固定された配管であって、予め曲げた形状に製造される配管を採用することが望ましい。換言すれば、バルブ用移動機構６１を用いることで、供給配管３０としてその形状が固定された配管を採用することができ、これにより、フレキシブル配管を採用する場合に比して、供給バルブ３２と塗工ノズル１１との設置自由度を高めることができる。

また本実施の形態では供給バルブ３２が移動するので、供給配管３０の上流側の要素（例えば貯留タンク２０或いはポンプ３１等）と、供給バルブ３２との位置関係が変動する。よって当該要素と供給バルブ３２との間の配管においてフレキシブル配管を採用することが望ましい。しかるに、供給バルブ３２よりも上流側では、間欠塗工における応答性を向上するという観点で、配管の長さを制限する必要性は小さい。したがって、供給バルブ３２よりも上流側で採用するフレキシブル配管の長さを十分に長く設定することができる。このように初期状態の配管長を長く設定できるので、供給バルブ３２が移動しても当該フレキシブル配管に生じる曲げ応力は小さい。したがって、この要素の位置を固定しても問題は生じない。

＜バルブ用移動機構の具体例＞
バルブ用移動機構６１はノズル用移動機構５１の移動に追随する追随機能を果たす任意の移動機構を採用すればよい。例えばノズル用移動機構５１およびバルブ用移動機構６１が制御部９０によって制御される公知の移動機構である場合には、バルブ用移動機構６１の追随機能は制御部９０によって実現されてもよい。或いは、ノズル用移動機構５１およびバルブ用移動機構６１が機械的に連動することで、バルブ用移動機構６１が実現されてもよい。

ただし、ノズル用移動機構５１は水平方向にノズルベース５０を移動させ、バルブ用移動機構６１は任意の水平方向に供給バルブ３２を自由に移動可能であることが望ましい。このようなバルブ用移動機構５１によれば、塗工ノズル１１の移動が供給配管３０を介して供給バルブ３２に伝達されることで、供給バルブ３２は塗工ノズル１１の移動方向と同じ方向に移動することとなる。

バルブ用移動機構６１としては、ローラ構造を採用することができる。かかるローラ構造は所定の転動体（例えば球体など）を有し、この転動体がバルブベース６０と基台６３との間に設けられる。またこの転動体はバルブベース６０に対して回転可能に固定され、この転動体が転がることで、バルブベース６０が基台６３に対して任意の水平方向に自由に移動可能となる。なお転動体は基台６３に対して回転可能に固定されていてもよい。

このようなバルブ用移動機構６１を採用すれば、間欠塗工を行なう際に、供給バルブ３２は自身の開閉動作に伴って水平方向に自由に移動する。よって供給バルブ３２の開閉に伴う振動エネルギーが供給バルブ３２の水平運動として費やされるので、供給配管３０側へと伝達される振動も抑制される。さて、供給配管３０を介した振動伝達抑制という観点ではフレキシブル配管を採用してもよいところ、ここでは上述のように供給配管３０へと伝わる振動が抑制されるので、より剛性の高い、例えばステンレスなどによって形成される配管を採用しても構わない。

また供給バルブ３２が水平方向に自由に移動するので、供給バルブ３２が固定された場合に比べて、供給バルブ３２からバルブベース６０側（ひいては基台６３側）へと伝達される振動も抑制される。したがって基台６３を介して塗工ノズル１１へと振動が伝達されることを更に低減することができる。また、ノズルベース５０とバルブベース６０との間を、可撓性を有するサポート部材で連結接続する構成を加えてもよい。

またノズル用移動機構５１とバルブ用移動機構６１との位置あわせを不要にできる。より詳しく説明すべく、例えば一方向に移動させることが可能な移動機構をノズル用移動機構５１とバルブ用移動機構６１として採用することを考える。このとき、塗工ノズル１１と供給バルブ３２との相対位置を変動させずに塗工ノズル１１を移動させるには、ノズル用移動機構５１とバルブ用移動機構６１を精度よく平行に配置する必要がある。しかるに図４の例示では、バルブ用移動機構６１が任意の水平方向に自由に移動可能である。よって位置あわせをしなくても、塗工ノズル１１を移動させれば、その移動力が供給配管３０を介して供給バルブ３２に伝達され、供給バルブ３２は塗工ノズル１１と同じ方向に移動することとなる。よってバルブ用移動機構６１を取り付ける際の作業性を向上できる。

なお図４の例示では、バルブ用移動機構６１は３つ設けられており、この３つのバルブ用移動機構６１がそれぞれ３箇所でバルブベース６０を支持している。仮に、４箇所以上でバルブベース６０を支持すれば、バルブ用移動機構６１の高さのばらつきに起因してバルブベース６０ががたつくところ、ここでは３箇所で支持しているので、このがたつきを回避できる。

またバルブ用移動機構６１はローラ構造に限らず、水平方向に横滑り可能な一対の板部材を有していてもよい。例えば一対の板部材の合わせ面が低い摩擦係数で接触することで、一対の板部材は相対的に横滑りすることができる。この板部材の一方はバルブベース６０の下面と固定され、他方は基台６３の上面に固定される。これにより、バルブベース６０が基台６３に対して任意の水平方向に自由に移動できることとなる。

ただしローラ構造を採用すれば、転動体とバルブベース６０或いは基台６３との接触面積が小さいので、これらが磨耗しにくい。よって寿命が比較的長い。

＜振動抑制部材＞
供給バルブ３２から塗工ノズル１１への振動伝達を抑制する振動抑制部材が設けられても良い。例えば振動抑制部材６４としては、ゴム、ゲル状素材、または発砲スチロールなどによって形成されて、振動を吸収する部材を用いることができる。図５は、供給バルブ３２を支持する部分の概略構成を簡略的に示す図である。図５の例示では、振動抑制部材６４は板状の形状を有し、供給バルブ３２とバルブベース６０との間に介挿される。これにより、供給バルブ３２からバルブベース６０へと振動が伝達することが抑制され、ひいては供給バルブ３２から塗工ノズル１１への振動伝達を更に抑制できる。或いは、振動抑制部材は、バルブベース６０と基台６３との間（バルブベース６０とバルブ用移動機構６１との間、或いは、バルブ用移動機構６１と基台６３との間）に設けられてもよい。これによっても振動を抑制できる。

なお図４，５に示す任意の水平方向に自由移動可能なバルブ用移動機構６１は、振動伝達を抑制することから、振動抑制部材の１種と把握することもできる。

また図４の例示では、供給配管３０は複数の配管によって構成されている。これらの配管の継ぎ手には、例えばゴム、ゲル状素材、または発泡スチロールなどで形成されて振動を吸収する振動抑制部材が介挿されていてもよい。これにより、供給バルブ３２の振動が供給配管３０を介して塗工ノズル１１へと伝達されることを抑制できる。

また、配管におけるフィルタの設置位置は上記実施形態の例に限定されるものではなく、供給配管３０の経路における循環配管４０の接続部位とポンプ３１との間や、供給バルブ３２と塗工ノズル１１との間であっても良い。さらには、フィルタは必須のものではなく、設けていなくても良い。

また、塗工ノズル１１は１本のスリット状の吐出口１１ａを有するスリットノズルに限定されるものではなく、複数本のスリットを有するものであっても良いし、略円形の吐出口から塗布液を吐出するノズルであっても良い。

また、本発明に係る技術を用いて塗工処理を行う対象となる塗工液はリチウムイオン二次電池の電極材料に限定されるものではなく、例えば太陽電池材料（電極材、封止材）の塗工液または電子材料の絶縁膜や保護膜の塗工液、燃料電池用の触媒を含む塗工液であっても良い。比較的粘度の高い塗工液を基材に塗工するのに本発明に係る技術を好適に適用することができる。よって、顔料や接着剤の塗工液を塗布するのに、本発明に係る技術を用いるようにしても良い。

１ 塗膜形成システム
５ 基材
１０ 間欠塗工装置
１１ 塗工ノズル
３０ 供給配管
３２ 切替手段（供給バルブ）
５０ ノズルベース
５１ ノズル移動手段（ノズル用移動機構）
６０ 切替手段ベース（バルブベース）
６１ 切替移動手段（バルブ用移動機構）
７０ 乾燥部
８０ 搬送機構

Claims (5)

1. ノズルから基材に向けて塗工液を間欠的に塗工する間欠塗工装置であって、
   ノズルと、
   前記ノズルに接続され、塗工液が前記ノズルに向かって流れる供給配管と、
   前記供給配管の開閉を繰り返し切り替えることで、前記ノズルから前記基材に向けて前記塗工液を間欠的に吐出させる切替手段と、
   前記ノズルが載置されるノズルベースと、
   前記ノズルベースと別体であって、前記切替手段が載置される切替手段ベースと、
   を備えることを特徴とする間欠塗工装置。
2. 請求項１記載の間欠塗工装置において、
   前記ノズルベースを移動させて前記ノズルの前記基材に対する位置を調整するノズル移動手段と、
   前記ノズル移動手段による前記ノズルベースの移動方向と同じ方向に前記切替手段を移動させる切替移動手段と
   を更に備えることを特徴とする間欠塗工装置。
3. 請求項２記載の間欠塗工装置において、
   前記ノズル移動手段は前記ノズルベースを水平方向に移動させ、
   前記切替移動手段は、任意の水平方向に前記切替手段を自由に移動可能であり、前記ノズルの移動が前記供給配管を介して伝達されることで、前記移動方向と同じ方向に前記切替手段を移動させることを特徴とする間欠塗工装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の間欠塗工装置において、
   前記切替手段ベースに設けられ、前記切替手段から前記ノズルへの振動伝達を抑制する振動抑制手段を更に備えることを特徴とする間欠塗工装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一つに記載された間欠塗工装置と、
   前記間欠塗工装置によって前記塗工液が塗布された前記基材に対して加熱処理を行なって前記塗工液を乾燥させる乾燥手段と、
   前記基材を前記間欠塗工装置および前記乾燥手段へと順に搬送する搬送手段と、
   を備えることを特徴とする塗膜形成システム。

Images