JP2015024351A - 塗工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基材に塗工される塗料の幅の変動を抑制できる塗工装置を提供する。
【解決手段】塗工装置１では、ダム２からの電極ペーストＰがコーティングロール３に供給され、次いでバックロール５により金属箔６がコーティングロール３に接触して、コーティングロール３上の電極ペーストＰが金属箔６に転写される。ここで、ダム２は、コーティングロール３の軸方向の両端面３ｂにそれぞれ接する一対のダム部材７，７によって形成されているため、コーティングロール３上における電極ペーストＰのコーティングロール３の端面３ｂより外側への移動がダム部材７により規制される。このため、コーティングロール３上における電極ペーストＰの幅、及びコーティングロール３から金属箔６に塗工される塗料の幅は、コーティングロール３の幅に等しくなる。したがって、この塗工装置１によれば、金属箔６に塗工される電極ペーストＰの幅の変動を抑制できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗工装置に関する。

従来、金属箔等の基材にスラリー状の塗料を塗工する装置として、塗料を貯留するダムと、ダムからの塗料を受けて回転するコーティングロールと、コーティングロールに対向して配置され、基材を送りながらコーティングロールに接触させるバックロールと、を備えた塗工装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−９９２６９号公報

上述した従来の塗工装置では、コンマロール及びコーティングロールの両端部に一対のダム部材を渡し、このダム部材をコンマロール及びコーティングロールの周面に押し付けることにより、ダムが形成されている。

しかしながら、このような塗工装置では、ダム部材とコーティングロールとの接触箇所における隙間から塗料が漏れ出すことにより、コーティングロールに転写される塗料の幅が一定とならない場合がある。塗料の幅が一定とならないと、基材に転写されるペーストの幅が変動してしまうおそれがある。したがって、基材に塗工される塗料の幅の変動を抑制できる塗工装置が求められている。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、基材に塗工される塗料の幅の変動を抑制できる塗工装置を提供することを目的とする。

本発明に係る塗工装置は、基材にスラリー状の塗料を塗工する塗工装置であって、塗料を貯留するダムと、ダムからの塗料を供給されながら回転するコーティングロールと、コーティングロールに対向して配置され、基材を送りながらコーティングロールに接触させるバックロールと、を備え、ダムは、コーティングロールの軸方向の両端面にそれぞれ接する一対のダム部材によって形成されている。

この塗工装置では、ダムからの塗料がコーティングロールに供給され、次いでバックロールにより基材がコーティングロールに接触して、コーティングロール上の塗料が基材に転写される。ここで、ダムは、コーティングロールの軸方向の両端面にそれぞれ接する一対のダム部材によって形成されているため、コーティングロール上における塗料のコーティングロールの端面より外側への移動がダム部材により規制される。このため、コーティングロール上における塗料の幅は、コーティングロールの幅に等しくなり、コーティングロールから基材に塗工される塗料の幅も、コーティングロールの幅に等しくなる。したがって、この塗工装置によれば、基材に塗工される塗料の幅の変動を抑制できる。

また、コーティングロールと略等幅であり、ダムから供給されてコーティングロールに付着する塗料の厚みを調整するコンマロールを更に備え、一対のダム部材は、コンマロールの軸方向の両端面にそれぞれ接することが好ましい。この場合には、コンマロールとコーティングロールとの間隙部から塗料がコーティングロールに供給されることとなる。ここで、コンマロールとコーティングロールとは略等幅であり、一対のダム部材はコンマロールの軸方向の両端面にそれぞれ接する。これにより、コーティングロール上における塗料の幅をより確実にコーティングロールの幅に等しくすることができるため、基材に塗工される塗料の幅の変動をより確実に抑制できる。

また、コーティングロールの軸方向の両端面には、塗料を掻き取る掻取部材が設けられていることが好ましい。この場合には、仮にダム部材とコーティングロールの端面との間の隙間から塗料が漏れたとしても、この漏れた塗料を掻取部材により掻き取ることができる。このため、漏れた塗料が基材に転写されることはなく、基材に塗工される塗料の幅をより確実にコーティングロールの幅に等しくすることができる。

また、掻取部材は、ダムによる塗料の供給終端位置からコーティングロールと基材との接触位置までの間に配置されていることが好ましい。この場合、塗料の供給終端位置からコーティングロールと基材との接触位置までの間で、掻取部材によりダム部材とコーティングロールの端面との間の隙間から漏れた塗料が掻き取られるため、基材に塗工される塗料の幅の変動を一層確実に抑制できる。

本発明によれば、基材に塗工される塗料の幅の変動を抑制できる塗工装置が提供される。

第１実施形態に係る塗工装置の側面図である。 第１実施形態に係る塗工装置の平面図である。 従来の塗工装置により塗工される電極ペーストを示す模式図である。 第１実施形態に係る塗工装置により塗工される電極ペーストを示す模式図である。 第２実施形態に係る塗工装置の側面図である。 第２実施形態に係る塗工装置の平面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る塗工装置の好適な実施形態について詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る塗工装置の側面図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る塗工装置の平面図である。図１及び図２に示されるように、塗工装置１は、例えば、ダム２と、コーティングロール３と、コンマロール４と、バックロール５と、を備えて構成されている。本実施形態の塗工装置１は、例えば蓄電装置などに用いられる電極の製造装置に組み込まれ、リバース型のコンマロール方式により、金属箔（基材）６の一面側に電極ペースト（塗料）Ｐを所定の塗工幅Ｗで間欠塗工する。

ダム２は、電極ペーストＰを貯留する部分である。ダム２には、不図示の供給管及びポンプ等が接続されており、電極ペーストＰの供給を受け得るようになっている。電極ペーストＰは、例えば活物質、バインダ、及び溶剤を含むスラリー状のペーストである。

電極ペーストＰには、例えばアセチレンブラック等の導電助剤が更に含まれていてもよい。活物質は、正極活物質及び負極活物質のいずれであってもよい。正極活物質としては、例えば複合酸化物、金属リチウム、硫黄等が挙げられる。複合酸化物は、例えばマンガン、ニッケル、コバルト及びアルミニウムの少なくとも１つとリチウムとを含んで構成される。

負極活物質としては、例えば黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、ＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）等の金属酸化物、ホウ素添加炭素等が挙げられる。

コーティングロール３は、ダム２から電極ペーストＰの供給を受けて一方向（ここでは時計回り方向）に回転するロールである。また、バックロール５は、コーティングロールに対向して配置され、金属箔６を一方向に送るようにコーティングロール３と同方向に回転可能に設けられたロールである。コーティングロール３の幅は、電極ペーストＰの塗工幅Ｗと等しくなっている。

コーティングロール３の駆動及びバックロール５の駆動は、不図示の駆動手段によって制御される。駆動手段により、バックロール５は、金属箔６をコーティングロール３の外周面３ａに接触させる進出位置Ｒ１と、金属箔６をコーティングロール３の外周面３ａから離間させる退避位置Ｒ２との間で駆動する。また、駆動手段により、コーティングロール３は、バックロール５が進出位置Ｒ１に位置しているときに回転し、バックロール５が退避位置Ｒ２に位置しているときに回転を停止する。

コンマロール４は、コーティングロール３に供給される電極ペーストＰの厚みを調整するロールである。コンマロール４は、コーティングロール３と略等幅とされている。コンマロール４は、ダム２によるコーティングロール３への電極ペーストＰの供給終端位置Ｖ１において、コーティングロール３の外周面３ａから所定の距離だけ離間するように配置されている。コーティングロール３とコンマロール４との間の隙間を通ることで、電極ペーストＰの厚みの調整がなされる。

コーティングロール３、バックロール５、及びコンマロール４の協働により、ダム２に貯留された電極ペーストＰは、ダム２によるコーティングロール３への電極ペーストＰの供給終端位置Ｖ１を起点とし、コーティングロール３と金属箔６との接触位置Ｖ２に至るまで、コーティングロール３の外周面３ａ上を時計回りに１／４周程度移動する。また、接触位置Ｖ２において金属箔６に転写された電極ペーストＰは、接触位置Ｖ２を起点とし、電極ペーストＰが塗工された金属箔６がバックロール５から離間する離間位置Ｖ３に至るまで、バックロール５の外周面５ａ上を時計回りに１／４周程度移動する。

ここで、ダム２は、一対のダム部材７，７によって形成されている。この一対のダム部材７，７は、平板状の部材であり、コーティングロール３の軸方向の両端面３ｂ，３ｂにそれぞれ接しているとともに、コンマロール４の軸方向の両端面４ｂ，４ｂにそれぞれ接している。したがって、一対のダム部材７，７における互いに対向する面７ａ，７ａの間の距離は、コンマロール４の幅に等しくなっている。なお、コーティングロール３の幅とコンマロール４の幅とが異なる場合には、ダム部材７が、コーティングロール３の軸方向の両端面３ｂ，３ｂに接しており、コンマロール４の軸方向の両端面４ｂ，４ｂには接しないようにしてもよい。

図１に示されるように、ダム部材７は、塗工装置１を側方から見た場合に、コーティングロール３の外周面３ａのうち、例えば電極ペーストＰの供給終端位置Ｖ１の手前側の約１／８周程度を覆うとともに、コンマロール４の外周面のうち、電極ペーストＰの供給終端位置Ｖ１の手前側の約１／４周程度を覆う形状となっている。塗工装置１の側方から見た場合に、ダム部材７の外周部は、コーティングロール３の外周面３ａ及びコンマロール４の外周面に沿う曲線形状となっている。ダム部材７の材質は、例えばテフロン（登録商標）とすることができる。

さらに、コーティングロール３の両端面３ｂ，３ｂには、一対の掻取部材８，８が設けられている。掻取部材８は、コーティングロール３の外周面３ａ上に付着した電極ペーストＰがコーティングロール３の幅方向において広がるように移動してコーティングロール３の両端面３ｂ，３ｂ上に漏れ出した場合に、両端面３ｂ，３ｂ上に漏れ出した電極ペーストＰを掻き取るための部材である。

図１に示されるように、掻取部材８は、塗工装置１を側方から見た場合に、コーティングロール３の外周面３ａのうち、例えば電極ペーストＰの供給終端位置Ｖ１から先の約１／８周程度を覆うとともに、コンマロール４の外周面のうち、電極ペーストＰの供給終端位置Ｖ１から先の約１／４周程度を覆う形状となっている。塗工装置１を側方から見た場合に、掻取部材８の外周部は、コーティングロール３の外周面３ａ及びコンマロール４の外周面に沿う曲線形状となっている。

また、図２に示されるように、一対の掻取部材８，８が互いに対向する側において、掻取部材８は、コーティングロール３の外周面３ａ及びコンマロール４の外周面４ａに沿う形状に切り欠かれて、切欠部８ａが形成されている。この切欠部８ａにコーティングロール３及びコンマロール４が入り込むことにより、掻取部材８は、コーティングロール３とコンマロール４との間に嵌め込まれている。掻取部材８により掻き取られた電極ペーストＰは、例えば断面がＬ字状とされた不図示の案内部材により形成される流路を通って、コーティングロール３の外周面３ａや軸３ｃに接触しないようにして、塗工装置１から除去される。

本実施形態では、掻取部材８は、ダム２による電極ペーストＰの供給終端位置Ｖ１から、コーティングロール３と金属箔６との接触位置Ｖ２までの間に配置されている。ただし、掻取部材８が設けられる位置は、供給終端位置Ｖ１から接触位置Ｖ２までの間でなくてもよい。

上述した本実施形態の塗工装置１の作用効果を、従来の塗工装置と対比しながら説明する。図３は、従来の塗工装置５１と、この塗工装置５１により塗工される電極ペーストＰを模式的に示す平面図である。図４に、本実施形態の塗工装置１の場合における、図３に相当する模式図を示す。この図４は、図１のIV‐IV線における断面図である。

図３に示されるように、塗工装置５１の構成は、上述した塗工装置１と、次の点で相違する。塗工装置５１が備えるコーティングロール５３は、塗工装置５１により電極ペーストＰの塗工幅Ｗよりも広くなっている。そして、ダム２を形成するダム部材５７は、コーティングロール５３の軸方向における両端面に接するように設けられているのではなく、コーティングロール５３の外周面に対して略直交するように設けられている。ダム部材５７において、コーティングロール５３の外周面に接触する側は、コーティングロール５３の外周面に沿って曲面状に形成されている。ダム部材５７は、コーティングロール５３の外周面に対して押し付けられており、これにより、ダム２からコーティングロール５３の軸方向における外側への電極ペーストＰの流出が防止される。ダム部材５７の材質は、例えばポリエチレンであり、ダム部材５７は、スポンジ状の部材となっている。

このような従来の塗工装置５１では、ダム部材５７とコーティングロール５３の外周面との隙間から、電極ペーストＰが漏れ出し、コーティングロール５３の外周面において、所定の塗工幅Ｗからはみ出した部分Ｐ１が生じる。この部分Ｐ１が金属箔６に転写されると、一点鎖線Ｅにより示される所定の塗工幅Ｗからはみ出した部分Ｐ２となる。したがって、金属箔６に転写される電極ペーストＰの幅は、所定の塗工幅Ｗよりも広くなってしまうおそれがある。しかも、ダム部材５７とコーティングロール５３の外周面との間の隙間から漏れ出す電極ペーストＰの幅は一定とならないため、金属箔６に転写される電極ペーストＰの幅も一定とならない。この結果、金属箔６に塗工される電極ペーストＰの幅が変動してしまうおそれがある。

これに対し、図４に示されるように、本実施形態の塗工装置１によれば、ダム２からの塗料がコーティングロール３に供給され、次いでバックロール５により金属箔６がコーティングロール３の外周面３ａに接触して、コーティングロール３上の電極ペーストＰが金属箔６に転写される。ここで、ダム２は、コーティングロール３の軸方向の両端面３ｂにそれぞれ接する一対のダム部材７，７によって形成されているため、コーティングロール３の外周面３ａ上における電極ペーストＰのコーティングロール３の端面３ｂより外側への移動がダム部材７により規制される。このため、コーティングロール３上における電極ペーストＰの幅は、コーティングロール３の幅に等しくなり、コーティングロール３から金属箔６に塗工される電極ペーストの幅も、コーティングロール３の幅、すなわち所定の塗工幅Ｗに等しくなる。したがって、塗工装置１によれば、金属箔６に塗工される電極ペーストＰの幅の変動を抑制できる。

また、塗工装置１は、コーティングロール３と略等幅であり、ダム２から供給されてコーティングロール３に付着する電極ペーストＰの厚みを調整するコンマロール４を備えており、一対のダム部材７，７は、コンマロール４の軸方向の両端面４ｂにもそれぞれ接している。このため、コンマロール４とコーティングロール３との間隙部からコーティングロール３の外周面３ａ上に供給される電極ペーストＰの幅をより確実にコーティングロール３の幅に等しくすることができるため、金属箔６に塗工される電極ペーストＰの幅の変動をより確実に抑制できる。

また、コーティングロール３の軸方向の両端面３ｂには、電極ペーストＰを掻き取る掻取部材８，８が設けられている。このため、仮にダム部材７とコーティングロール３の端面３ｂとの間の隙間から電極ペーストＰが漏れたとしても、漏れた電極ペーストＰを掻取部材８により掻き取ることができる。したがって、漏れた電極ペーストＰが金属箔６に転写されることはなく、金属箔６に塗工される電極ペーストＰの幅をより確実にコーティングロール３の幅に等しくすることができる。

また、掻取部材８が、ダム２による電極ペーストＰの供給終端位置Ｖ１からコーティングロール３と金属箔６との接触位置Ｖ２までの間に配置されている。このため、電極ペーストＰの供給終端位置Ｖ１からコーティングロール３と金属箔６との接触位置Ｖ２までの間で、ダム部材７とコーティングロール３の端面３ｂとの間の隙間から漏れた電極ペーストＰが掻取部材８により掻き取られるため、金属箔６に塗工される電極ペーストＰの幅の変動を一層確実に抑制できる。

さらに、ダム部材７の材質をテフロンとした場合には、ダム部材をコーティングロール３に対して滑りやすくすることができるため、ダム部材７の摩耗等による異物の発生、混入を抑制することができるとともに、ダム部材７自体の寿命も長くすることができる。

［第２実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態に係る塗工装置の側面図である。図６は、本発明の第２実施形態に係る塗工装置の平面図である。図５及び図６に示されるように、第２実施形態に係る塗工装置２１は、掻取部材８に代えて、掻取部材８とは異なる形状の掻取部材２８を備えている点で、第１実施形態に係る塗工装置１と異なっている。

掻取部材２８は、棒状の形状を呈する部材である。掻取部材２８は、コーティングロール３の軸方向の両端面３ｂに接しており、例えば、コーティングロール３の軸３ｃから、電極ペーストＰの供給終端位置Ｖ１と、コーティングロール３と金属箔６との接触位置Ｖ２との略中間の位置に向かって延びている。掻取部材２８の一端は、不図示のベアリングを介してコーティングロール３の軸３ｃに固定されている。これにより、コーティングロール３が回転した場合にも、コーティングロール３の軸３ｃの周りに回転しないようにされている。

また、掻取部材２８は、コーティングロール３の軸３ｃに着脱可能に取り付けられ、その延びる方向が軸３ｃの周りに調整可能となっていてもよい。この場合には、掻取部材２８の延びる方向を簡単に調整することができる。掻取部材２８の材質は、例えばテフロンやポリエチレンとすることができる。

このような塗工装置２１によっても、ダム部材７とコーティングロール３の端面３ｂとの間の隙間から漏れた電極ペーストＰが掻取部材２８により掻き取られるため、金属箔６に塗工される電極ペーストＰの幅の変動を確実に抑制できる。

１，２１…塗工装置、２…ダム、３…コーティングロール、３ｂ…端面、４…コンマロール、５…バックロール、６…金属箔（基材）、７…ダム部材、８，２８…掻取部材、Ｐ…電極ペースト（塗料）、Ｖ１…供給終端位置、Ｖ２…接触位置。

Claims (4)

1. 基材にスラリー状の塗料を塗工する塗工装置であって、
   前記塗料を貯留するダムと、
   前記ダムからの前記塗料を供給されながら回転するコーティングロールと、
   前記コーティングロールに対向して配置され、前記基材を送りながら前記コーティングロールに接触させるバックロールと、を備え、
   前記ダムは、前記コーティングロールの軸方向の両端面にそれぞれ接する一対のダム部材によって形成されている、塗工装置。
2. 前記コーティングロールと略等幅であり、前記ダムから供給されて前記コーティングロールに付着する前記塗料の厚みを調整するコンマロールを更に備え、
   前記一対のダム部材は、前記コンマロールの軸方向の両端面にそれぞれ接する、請求項１記載の塗工装置。
3. 前記コーティングロールの軸方向の両端面には、前記塗料を掻き取る掻取部材が設けられている、請求項１又は２記載の塗工装置。
4. 前記掻取部材は、前記ダムによる前記塗料の供給終端位置から前記コーティングロールと前記基材との接触位置までの間に配置されている、請求項３記載の塗工装置。

Images