JP2018158278A - ロール温調による塗工隙間制御を用いた塗工装置および塗工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイを変形させるような構造を必要とせず、塗布後の塗膜の厚みを、高精度に、容易に調整する塗工装置および塗工方法を提供する。【解決手段】本発明の塗工装置は、基材を外周面で支持しながら回転するロールと、前記ロールの外周面に所定の間隔で対向する位置に吐出口が設けられた前記ダイと、前記ロールの外周面を温度変化で変位させる温度調節機構と、を有する。本発明の塗工方法は、前記ロールに温度変化を与えることで、前記ロールの外周面を変位させ、前記ロールの外周面と前記ダイが有する塗液の吐出口との隙間の距離である塗工隙間を調節し、前記基材への塗布厚みを調整する。【選択図】図２

Description

本発明は、ロールにて搬送される基材に、バックアップロール上で、ダイにて塗液を塗布する塗工装置に関する。

従来より、基材に塗液を塗布し、塗膜を形成する場合に、エクストルージョン型のダイを使った塗工設備が用いられている。

このような塗工装置では、塗布後の膜の厚みを高精度に均一に塗布するために、調整ボルトを使用し、ダイのスリット間隔を調整する方法（特許文献１）が提案されている。

特開２００６−３４６６４９公報

幅方向の塗膜の厚み分布を平均化するために、ダイのスリット間隔を実際の塗布後の幅方向の塗膜の厚み分布に合わせて調整する方法が用いられている。調整ボルトでスリット間隔を調節する構造は、ダイの変形を伴うため、調整ボルトに大きなトルクをかける必要があり、幅方向の塗膜の厚み分布を平均化する調整を自動化する場合、ダイに大掛かりな設備を必要とした。

本発明は、上記の問題点や懸念点に鑑み、ダイを変形させるような構造を必要とせず、塗布後の塗膜の厚みを、高精度に、容易に調整する塗工装置および塗工方法を提供することを目的としている。

本発明の塗工装置は、ロールにて搬送される基材に、ダイにて塗液を塗布する塗工装置において、前記基材を外周面で支持しながら回転する前記ロールと、前記ロールの外周面に所定の間隔で対向する位置に吐出口が設けられた前記ダイと、前記ロールを温度変化させて、前記ロールの外周面を変位させる温度調節機構と、を有することを特徴とする。

ロールに温度変化を与えることにより、ロールの外周面を変位させ、ロールの外周面とダイの吐出口との間隔である塗工隙間を変更できるため、容易に塗膜の厚みを調整できる。

前記温度調節機構は、前記ロールの幅方向の範囲にある２以上の範囲をそれぞれ温度変化させ、前記ロールの外周面の前記２以上の範囲をそれぞれ変位させてもよい。

ロールの幅方向の範囲において、ロールの外周面を部分的に変化させることで、塗工隙間を部分的に調節することができるため、幅方向の塗膜の厚み分布をそろえることができる。また、ダイにおいては、スリット間隔を幅方向の範囲で部分的に変形させる大きな力を要するスリット調整機構が不要となり、ダイの簡素化が図れる。更に幅方向の塗膜の厚み分布の調整作業の効率化にもつながる。

前記ロールは、非中実の筒状体であってもよい。

これにより、温度変化に対し、中実ロールよりもロール外周面を容易に変形させることができるため、反応よく塗工隙間の調節ができることより、幅方向の塗膜の厚みの調整時間の短縮化が図れる。

前記温度調節機構は、前記ロールを加熱する加熱機構と、前記ロールを冷却する冷却機構と、を有していてもよい。

加熱機構と冷却機構を分けることにより、加熱−冷却間の切り替えをスムーズに調整できる。

前記加熱機構は、前記ロールの外周面の内側から前記ロールに温度変化を与え、前記冷却機構は、前記ロールの外周面の外側から前記ロールに温度変化を与えてもよいし、逆に、前記加熱機構は、前記ロールの外周面の外側から前記ロールに温度変化を与え、前記冷却機構は、前記ロールの外周面の内側から前記ロールに温度変化を与えてもよい。

ロールの外周面の外側とロールの外周面の内側に加熱機構と冷却機構を分けることにより、加熱−冷却間の切り替えをスムーズに調整できる。

前記ロールは、前記ロールの外周面を形成する一つの外筒部と、前記外筒部の内壁面と接する、前記幅方向に分割された２以上の伸縮部と、を有し、前記外筒部は、前記温度調節機構により前記外筒部の内壁面と接する面が変位した前記伸縮部によって変形させてもよい。

温度変化で変位する部材を分割することにより、隣接する温度変化で変位する部材からの変位の影響を低減できるため、ロールの幅方向でのロールの外周面の変位調節を容易にできる。また、ロールの外周面を一つの筒状の部材とすることにより、隣接する温度変化で変位する部材の変位をロールの外周面で滑らかにつなぐことができる。

前記外筒部は、前記伸縮部よりも熱を伝えにくい部材であってもよい。

温度変化で変位する部材からの伝熱を低減し、基材への熱伝導を押さえることができる。基材への熱影響（変質）や塗膜への熱影響（乾燥ムラ）等が低減できる。

前記ロールは、前記分割された２以上の伸縮部の隣接する前記伸縮部間に断熱機能を有する部材が設けられていてもよい。

隣接する温度変化で変位する部材間を断熱することにより、他部からの熱影響がなくなる。これにより、ロールの幅方向のロールの外周面の変位調節を更に容易にできる。

本発明の塗工方法は、ロールにて搬送される基材に、ダイにて塗液を塗布する塗工方法において、前記ロールに温度変化を与えることで、前記ロールの外周面を変位させ、前記ロールの外周面と前記ダイが有する塗液の吐出口との隙間の距離である塗工隙間を調節し、前記基材への塗布厚みを調整することを特徴とする。

前記ロールの外周面を変位させることで、前記塗工隙間を変更できることにより、容易に塗膜の厚みを調整できる。

前記塗工隙間を測定した数値に基づいて、前記塗工隙間の調節をしてもよい。

これにより、塗工前に前記塗工隙間の調節ができる。立ち上がり時の調整時間を短縮できる。

前記ロールの外周面の凹凸を測定した数値に基づいて、前記塗工隙間の調節をしてもよい。

塗工中でも前記ロールの外周面の凹凸を測定できる。これにより、フィードバック制御ができる。

塗布後の前記基材の塗膜の厚みを測定した数値に基づいて、前記塗工隙間の調節をしてもよい。

これにより、塗布結果をフィードバックした調節ができる。

本発明の塗工装置および塗工方法は、ダイを変形させるような構造を必要とせず、塗布後の塗膜の厚みを、高精度に、容易に調整することができる。

本発明の塗工設備の概略を説明する図である。 本発明の実施例１の塗工設備の概略を説明する図である。 本発明の実施例１のシミュレーションの一例を説明する図である。 本発明の塗工設備での塗膜の厚み分布の調整状態を説明する図である。 本発明の実施例２の塗工設備の概略を説明する図である。 本発明の実施例２の塗工隙間の調節を説明する図である。 本発明の実施例２の塗工設備の異なる形態の概略を説明する図である。 本発明の実施例３の塗工設備の概略を説明する図である。 本発明の実施例４の塗工設備の概略を説明する図である。 本発明の実施例５の塗工設備の概略を説明する図である。 本発明の実施例６の塗工設備の概略を説明する図である。 本発明の実施例７の塗工設備の概略を説明する図である。 本発明の実施例８の塗工設備の概略を説明する図である。

本発明の塗工設備の概略の一例を図１にて説明する。

図１に示す塗工設備１は、基材２の送り方向に直交する方向であり、また、図１におけるＹ軸方向である、基材２の幅方向に沿って長く構成されたダイ１０と、ダイ１０に塗液３を供給する塗液供給手段４と、を備え、塗液供給手段４から供給された塗液３をダイ１０に設けられた吐出口１１から吐出することにより、基材２に塗液３を塗布する。

ダイ１０において、その長手方向を本説明では幅方向といい、基材２の幅方向と同じ方向である。本実施例の塗工設備１では、ダイ１０に対向する略円柱状のロール５が設置されており、ダイ１０の幅方向とロール５の回転中心線の方向とは平行である。基材２は、このロール５に案内され、基材２とダイ１０の間隔が一定に保たれ、この状態で塗液３の基材２への塗布が行われる。

ダイ１０は、幅方向に長い塗液３の流路であるスリット１３を有しており、スリット１３は、幅方向にスリット１３と同一の長さの開口である吐出口１１と連通している。

塗液供給手段４から供給される塗液３は、スリット１３を経由して、吐出口１１から基材２に帯状に塗布される。

基材２上に塗布される塗膜の厚みは、基材２の送り速度や、塗液供給手段４による塗液３の供給量等の運転条件や、塗液３の特性や、ダイ１０内部のスリット１３等の塗液３の流路抵抗に起因する吐出口１１からの幅方向の塗液３の吐出量の分布等の影響を受けるが、それらの運転条件等が、塗膜の厚みが変動しないように適切に設定されている場合、一般的にダイ１０の吐出口１１とロール５の外周面６に接する基材２の表面との距離を変化させると塗膜の厚みも同様に変化する。

ここで、基材２は、少なくともダイ１０と対向する位置ではロール５に接しており、基材２の表面形状はその位置におけるロール５の表面形状にならった形状となっているので、ロール５の表面形状を調節することで塗膜の形状を調節できる。すなわち、ロール５の外周面６とダイ１０の吐出口１１との間隔である塗工隙間１２を調節することで塗膜の形状を調節できる。

ここで、図示しない温度調節機構により、ロール５に温度変化を与え、ロール５の外周面６を変位させることにより、塗工隙間１２の距離を調節することで、幅方向の塗膜の厚み分布を平均化するように調整する。

本発明の実施例１の塗工設備１について図２（Ａ）、（Ｂ）にて説明する。図２（Ｂ）は、図１のａ矢視を９０度回転させた図であり、Ｙ方向が幅方向である。図２（Ａ）は、図２（Ｂ）のｂ矢視である。

図２（Ｂ）に示す本実施例１の塗工設備１のロール５は、例えば、炭素綱やアルミニウムのような温度変化で熱膨張・収縮する部材で構成されており、ロール５の外周面６の内側には、図２（Ａ）に示すようなロール５の外周面６からの距離が円周方向に均等な配置で、図２（Ｂ）に示すように幅方向に渡って複数に分割されたヒータ２０が設けられている。ここで、ヒータ２０は、本説明の温度調節機構に相当する。

ここでヒータ２０は、例えば、誘導加熱等の電気ヒータや熱媒ヒータ等である。また、ベルチェ効果を利用した加熱・冷却の両方の機能を備えたようなヒータでもよい。

ヒータ２０にてロール５の外周面６とヒータ２０との間である表層部７を加熱することにより、表層部７が熱膨張し、ロール５の直径が大きくなることにより、外周面６が、吐出口１１に近づくように変位し、塗工隙間１２がヒータ２０による加熱前よりも狭くなる。

本実施例１では、ヒータ２０は、幅方向に、端部（Ｚ１、Ｚ６）、中間部（Ｚ２、Ｚ４）、中央部（Ｚ３、Ｚ４）の６つのゾーンに分割されており、図示しない温度制御機構により、それぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）は個別に温度調節できる。それぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）のヒータ２０の温度を変化させることにより、それぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）の表層部７が熱膨張・熱収縮し、それにより、それぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）において外周面６が変位する。そうすることで、塗工隙間１２をそれぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）で調節できる。

ここで、ロール５の表層部７の材質に金属を使用する場合、例えば、ＳＵＳ３０４のように、通常の炭素鋼より、熱膨張しやすく、熱伝導しにくい材料にするとよい。

こうすることで、炭素鋼を使用する場合と比べて、ヒータ２０にて、加熱されるそれぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）の表層部７の温度変化を、隣接するゾーンに伝えにくくできる。また、表層部７の熱膨張量も炭素鋼を使用する場合よりも大きくなる。これにより、幅方向の塗工隙間１２の調節の感度をあげることができる。

ここで、例えば、ロール５の材質をＳＵＳ３０４とし、ヒータ２０をロール内部２箇所に配置したロール中央部から半分のモデルでのロール５の外周面６の変位量のシミュレーション結果を図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）にて説明する。図３（Ａ）は解析モデルを示し、図３（Ｂ）は、ヒータ２０の配置を示し、図３（Ｃ）は、シミュレーション結果を示す。ここで、解析モデルのロール５のロール径は２００ｍｍであり、外周面６からロール回転中心に向かってヒータ２０までの距離は、１５ｍｍ、ロール中央部からの距離は、一つ目が２０ｍｍ、２つ目が２５０ｍｍであり、ヒータ２０の設定温度は１００℃である。図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示したケースでは、表層部７における変位量として、１５〜２５μｍを得ることができた。例えば、ＬＩＢ用電極用途向けの塗膜であれば、図２で示した塗工隙間１２は、通常２０μｍ〜２５０μｍの範囲に設定されるが、必要とされる塗工隙間１２の調節範囲は、設定された塗工隙間１２の１％〜１０％程度の変位量であればよく、図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示した解析モデルによるシミュレーションでは、必要とされる塗工隙間１２の調節範囲において、十分な外周面６の変位量が得られている。尚、上記シミュレーションでは、一例として、ＬＩＢ用電極用途向け塗膜の塗工隙間１２の調整量について説明したが、異なる塗膜では、塗液３の種類や塗膜の厚み等が異なり、それに伴い必要とされる塗工隙間１２の調整量も変わる。その塗膜の必要とされる塗工隙間１２の調整量に応じて、ロール５の材質、寸法、ヒータ２０の加熱温度等を選択し、必要とされる塗工隙間１２の調整量を確保すればよい。

続いて、実施例１の塗工設備１を用いて、幅方向の塗膜の厚み分布を調整する方法について説明する。

基材２に塗布された幅方向の塗膜の厚み分布をみて、塗工隙間１２を調節し、幅方向の塗膜の厚み分布を平均化する調整をする方法の一例について、図２（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を用いて説明する。図２（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、塗工隙間１２の調節状態を、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それに伴った幅方向の塗膜の分布状態を示す。

例えば、基材２に塗布された幅方向の塗膜の厚み分布において、図２（Ｂ）のロール形状では、図４（Ａ）に示すように端部に比べて中央部の塗膜が厚くなっている場合、図２（Ｂ）において、たとえば、中央部（Ｚ３、Ｚ４）のヒータ２０を加熱し、中間部（Ｚ２、Ｚ５）のヒータ２０の加熱温度を中央部（Ｚ３、Ｚ４）より低い加熱温度で加熱するようにヒータ２０を図示しない温度制御機構にて制御する。そうすることで、表層部７において中央部（Ｚ３、Ｚ４）が他のゾーンよりも大きく熱膨張し、基材２の送り方向から見たロール５の外周面６が山型形状に変位する。その結果、塗工隙間１２は、中央部（１２−Ｚ３、１２−Ｚ４）で他のゾーンよりもヒータ２０の加熱温度調節前に比べて最も狭く、端部（１２−Ｚ１、１２−Ｚ５）にいくほどヒータ２０の加熱温度調節前に近くなる。この状態を図２（Ｃ）に示す。この塗工隙間１２の調節により、幅方向の塗膜の厚み分布を、図４（Ａ）の状態から図４（Ｂ）の状態に調整することができる。

また、幅方向の塗膜の厚み分布において、図２（Ｂ）のロール形状では、図４（Ｃ）に示すように端部の塗膜が他よりも厚くなっている場合、図２（Ｂ）において、たとえば、端部（Ｚ１、Ｚ６）を加熱するようにヒータ２０の加熱温度を図示しない温度制御機構にて調節する。そうすることで、端部（Ｚ１、Ｚ６）の表層部７が熱膨張し、幅方向からみたロール５の外周面６が凹型形状に変位する。その結果、塗工隙間１２は、端部（Ｚ１、Ｚ６）で、ヒータ２０の加熱温度調節前より狭くなる。この状態を図２（Ｄ）に示す。この塗工隙間１２の調節により、幅方向の塗膜の厚み分布を、図４（Ｃ）の状態から図４（Ｂ）の状態に調整することができる。

以上により、ダイ１０を変形させるような構造を必要とせず、幅方向の塗膜の厚み分布を、高精度に、容易に調整することができる。

また、ダイ１０を変形させずに基材２上に塗布された幅方向の塗膜の厚み分布を調整する塗布方法として、特開２０１５−１７６８２２公報にて、塗液３をダイ１０内部の流路の途中で流出または流入させる発明が開示されているが、本実施例の塗工方法では、塗液３をダイ１０内部の流路の途中で流出または流入させないため、塗液３のロスやコンタミネーションの問題もない。

ここで、図２で示したセンサ１６で基材２に塗布された幅方向の塗膜の厚み分布を測定し、その数値を用いてヒータ２０を制御する制御装置１７を設けてもよい。これにより、幅方向の塗膜の厚み分布の結果から、塗工隙間１２の調節をし、幅方向の塗膜の厚みの調整および塗膜の厚み分布を平均化する調整が自動化できる。そうすることで、例えば、長時間の連続運転時に、塗液３の成分がダイ１０の塗液３の流路内で滞留し、吐出口１１から吐出される塗液３の幅方向の流量分布が変化することで、幅方向の塗膜の厚み分布が変化する等の経時変化に対しても自動で対応することができる。これにより、長時間の連続運転にも対応できる。

本発明の実施例２の塗工設備１について、図５を用いて説明する。実施例２の塗工設備１は、図１の塗工設備１において、塗工隙間１２を直接測定するセンサ１８を更に有している。センサ１８にて塗工隙間１２を測定した数値に基づいて、塗工隙間１２を調節することにより、幅方向の塗膜の厚み分布を平均化するように調整できる。

実際の塗工隙間１２を測定した数値に基づいて、塗工隙間１２を調節し、幅方向の塗膜の厚み分布を平均化する調整の調整方法の一例について、図６（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。図６（Ａ）、（Ｂ）は、図５のｃ矢視を９０度回転させた図であり、図６（Ａ）は、塗工隙間１２の調節前、図６（Ｂ）は、塗工隙間１２の調節後の状態をそれぞれ表している。

図５のセンサ１８にて測定した実際の塗工隙間１２において、図６（Ａ）に示すような中央部（１２−Ｚ３、１２−Ｚ４）および中間部（１２−Ｚ２、１２−Ｚ５）が、端部（１２−Ｚ１、１２−Ｚ６）に比べて狭い、すなわち、基材２の送り方向から見たロール５の外周面６が山型形状に反った状態になっていた場合、端部（Ｚ１、Ｚ６）のヒータ２０を加熱するようにヒータ２０を制御装置１７にて制御する。ここで、制御装置１７は、センサ１８にて測定した実際の塗工隙間１２の数値を用いてヒータ２０を制御する制御装置である。そうすることで、表層部７において端部（Ｚ１、Ｚ６）が他のゾーンよりも大きく熱膨張し、幅方向から見たロール５の外周面６が山型形状から図６（Ｂ）に示すような平坦な形状に変位する。その結果、塗工隙間１２は、幅方向の範囲（１２−Ｚ１〜１２−Ｚ６）において、ヒータ２０の加熱温度調節前より平均化した分布になる。

この塗工隙間１２の調節により、ロール５にそりやたわみがあっても、塗工隙間１２の幅方向の分布を平均化できる。たとえば、吐出口１１からの塗液３の幅方向の吐出流量分布が均一な場合、この塗工隙間１２の調節によって塗工隙間１２を平均化することにより、幅方向の塗膜の厚み分布を、図４（Ｂ）で示した状態に調整することができる。

また、塗工運転開始前に塗工隙間１２を調節できるので、塗工運転開始時の立上げ調整が容易になり立上げ調整時間を短縮できる。

更に実施例１で設けたのと同様に、図５に示す基材２に塗布された幅方向の塗膜の厚み分布を測定するセンサ１６を設け、幅方向の塗膜の厚み分布を測定し、その数値を用いてヒータ２０の制御をしてもよい。事前にロール５のそりやたわみの塗工隙間１２への影響を調整できるため、幅方向の塗膜の厚み分布の結果から、塗工隙間１２の調節をし、幅方向の塗膜の厚みの調整および塗膜の厚み分布を平均化する調整が、更に容易にできる。

また、実施例２の塗工設備１は、塗布幅が広幅化する場合にも対応できる。これについて、図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を用いて説明する。図７（Ｂ）は、図１の塗工装置１を９０°回転させて、図１のダイ１０をロール５の上方に配置した場合のａ矢視である。図７（Ａ）は、図７（Ｂ）のｅ矢視であり、図７（Ｃ）は、図７（Ｂ）の塗工隙間１２の調節状態を示している。

一般的に、塗布幅が広幅化すると、ロール幅も広くなり、ロールの自重によるたわみの影響が発生する。図７（Ａ）に示すように、ダイ１０をロール５の上方に配置するような塗工装置では、塗布幅が広幅化し、ロール５が広幅になるほど、図７（Ｂ）に示すようにロール５のたわみにより、ロール５の幅方向の中央部（１２−Ｚ３、１２−Ｚ４）と端部（１２−Ｚ１、１２−Ｚ６）で、塗工隙間１２の差が大きくなる問題があったが、本実施例２の塗工装置１を用いて、たとえば、図７（Ｃ）に示すようにロール５の外周面６の幅方向の中央部（Ｚ３、Ｚ４）のヒータ２０を他のゾーンより高い温度に調節し、中間部（Ｚ２、Ｚ５）のヒータ２０を中央部（Ｚ３、Ｚ４）より低い温度に調節する。これにより、中央部（Ｚ３、Ｚ４）の表層部７が大きく熱膨張し、中間部（Ｚ２、Ｚ５）の表層部７が中央部（Ｚ３、Ｚ４）の表層部７より小さく熱膨張し、図７（Ｃ）に示すように、外周面６が部分的に変化する。こうすることで塗工隙間１２の幅方向の分布を平均化させることができるため、ロール５のたわみが幅方向の塗膜の厚み分布へ与える影響を低減できる。

本発明の実施例３の塗工設備１について、図８を用いて説明する。実施例３の塗工設備１は、図１の塗工設備１において、ロール５の外周面６の凹凸を直接測定するセンサ１９とセンサ１９にて測定した数値を用いて塗工隙間１２を制御する制御装置１７を更に有している。ここでセンサ１９は、例えば、画像センサのように、仮想の位置からのロール５の外周面までの距離を測定できるセンサである。センサ１９にてロール５の外周面６の凹凸を測定した数値に基づいて、塗工隙間１２を調節することにより、幅方向の塗膜の厚み分布を平均化するように調整できる。ここで、センサ１９が測定するロール５の外周面６の位置は、塗工隙間１２の外周面６の位置と１８０°反対の位置が望ましい。こうすることで、ロール５のたわみの影響を塗工隙間１２の調節に考慮しなくてよい。

ここでの実施例２で説明した塗工隙間１２の調節方法と同じような調節方法を用いて幅方向の塗膜の厚み分布を調整する。

センサ１９にて、基材２が接触しない範囲のロール５の外周面６の凹凸を測定することにより、塗工運転中においても、塗工隙間１２を調節し、幅方向の塗膜の厚み分布を平均化するように調整できる。

また、実施例１で説明したような基材２に塗布された幅方向の塗膜の厚み分布を測定するセンサ１６を更に設け、幅方向の塗膜の厚み分布を測定し、その数値を用いてヒータ２０の制御してもよい。

これにより、センサ１９にてロール５の外周面６の凹凸を測定した数値とセンサ１６にて基材２に塗布された幅方向の塗膜の厚み分布を測定した数値とを用いて、最適な塗工隙間１２の調節ができる。

本発明の実施例４の塗工設備１について図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）にて説明する。図９（Ａ）は、図１の塗工設備１においてのロール５を９０度回転させた図であり、Ｙ方向が幅方向である。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のｆ矢視であり、図９（Ｃ）は、図９（Ａ）のｇ矢視である。

図９（Ｂ）に示す本実施例４の塗工設備１は、基材２と接し、ダイ１０の吐出口１１と対向する外周面６を形成し、図示しないモータに同じく図示しないカップリング等で接続されて回転するロール５と、ロール５の幅方向の外周面６の少なくとも基材２の接触する範囲において、ロール５の内壁面を温度調節する、加熱部２１および冷却部２２と、加熱部２１および冷却部２２を支持する固定の支持部９とを備える。ロール５は、例えば、炭素綱やアルミニウムのような温度変化で熱膨張・収縮する部材で構成されている。加熱部２１は、例えばラジエーションヒータ等の輻射型の加熱ヒータや熱風を対象物に当てて対象物を加熱する加熱ヒータであり、ロール５の円周方向の一部の範囲を加熱するように支持部９に固定されており、図９（Ｂ）に示すように幅方向に渡って複数に分割されている。冷却部２２は、例えば、冷媒を通したプレートに風を当て、冷風を対象物に当てるような冷却器であり、加熱部２１と同様に、ロール５の円周方向の一部の範囲を冷却するように支持部９に固定されており、図９（Ｃ）に示すように幅方向に渡って複数に分割されている。ここで加熱部２１は、本説明の加熱機構に相当し、冷却部２２は、本説明の冷却機構に相当する。

加熱部２１または冷却部２２にてロール５の少なくとも基材２の接触する幅方向の範囲を加熱または冷却することにより、ロール５の表層部７の温度変化を与えられた箇所が熱膨張または収縮し、ロール５の外周面６が変位し、塗工隙間１２の距離が変化する。

本実施例４では、図９（Ｂ）に示すように、加熱部２１は、幅方向に、端部（Ｚ１、Ｚ６）、中間部（Ｚ２、Ｚ４）、中央部（Ｚ３、Ｚ４）の６つのゾーンに分割されており、図示しない温度制御機構により、それぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）は個別に温度調節できる。冷却部２２は、図９（Ｃ）に示すように、加熱部２１と同様に、幅方向に、端部（Ｚ１、Ｚ６）、中間部（Ｚ２、Ｚ４）、中央部（Ｚ３、Ｚ４）の６つのゾーンに分割されており、図示しない開閉機構にて、冷風のＯＮ−ＯＦＦをそれぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）において切り替えできる。ここで、図示しない冷媒の温度調節手段により、それぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）の冷風の温度を個別に調節できてもよい。実施例１と同様にそれぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）の温度を変化させることにより、それぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）の表層部７が、それぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）の温度変化によって、熱膨張・収縮し、それにより、それぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）において外周面６が変位する。そうすることで、塗工隙間１２をそれぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）で調節できる。

ロール５の内側に加熱部２１と冷却部２２をそれぞれ別に設けることにより、基材２が通るロール５の外周面６の周囲に新たに付属物を設けることなく、ロール５の表層部７への加熱と冷却を切り替えをスムーズにできるので、実施例１に比べて、ロール５の温度変化を早くすることができ、塗工隙間１２の調節性を向上させることができる。

また、加熱部２１でのロール５の表層部７への加熱を停止することなく、冷却部２２にてロール５の表層部７を冷却することもできるし、その逆もできる。こうすることで、加熱と冷却の切り替え時の加熱部２１または冷却部２２の立ち上がり時間が短縮できる。

また、加熱部２１での加熱範囲は、塗布後の基材２が接触するロール５の外周面６の範囲まで広げてもよい。これにより、塗布後の塗液３の乾燥を補助することができる。

本発明の実施例５の塗工設備１について図１０（Ａ）、（Ｂ）にて説明する。図１０（Ｂ）は、図１のａ矢視を９０度回転させた図であり、Ｙ方向が幅方向である。図１０（Ａ）は、図１０（Ｂ）のｈ矢視である。

図１０（Ａ）、（Ｂ）に示す本実施例５の塗工設備１は、図２で示した実施例１の塗工設備１に対して、ロール５の外周面６の外側からロール５の表層部７を冷却する冷却部２２を更に有する。冷却部２２は、例えば、冷媒を通したプレートに風を当て、冷風を対象物に当てるような冷却器であり、基材２が搬送されている状態で、ロール５の円周方向で基材２が接触していない側に、ロール５の外周面６に向けて外周面６の外側から冷風を当てるように配置されており、冷却部２２は、図１０（Ｂ）に示すように、幅方向に渡って複数に分割されている。

ヒータ２０にてロール５の外周面６とヒータ２０との間である表層部７を外周面６の内側から加熱することにより、表層部７が熱膨張し、外周面６が、ダイ１０の吐出口１１に近づくように変位し、塗工隙間１２が加熱前よりも狭くなる。また、冷却部２２にてロール５の外周面６の外側から表層部７を冷却することにより、表層部７が収縮し、外周面６が、吐出口１１に対して遠ざかるように変位し、塗工隙間１２が冷却前よりも広くなる。

本実施例５でも、実施例１〜４で説明したような方法と同様に幅方向に分割されたそれぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）の温度を変化させることにより、それぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）の表層部７が、それぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）の温度変化によって、熱膨張・収縮し、それぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）において外周面６が変位する。そうすることで、塗工隙間１２をそれぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）で調節できる。

ロール５の表層部７を収縮させる冷却部２２をロール５の外周面６の外側に、ロール５の表層部７を膨張させるヒータ２０をロール５の外周面６の内側にそれぞれ分けて設けることにより、冷却部２２とヒータ２０間の相互の熱影響が減少するため、ロール５の表層部７の温度変化を実施例４に比べて更に早くすることができ、塗工隙間１２の制御性を向上させることができる。

本発明の実施例６の塗工設備１について図１１（Ａ）、（Ｂ）にて説明する。図１１（Ｂ）は、図１のａ矢視を９０度回転させた図であり、Ｙ方向が幅方向である。図１１（Ａ）は、図１１（Ｂ）のｉ矢視である。

本実施例６の塗工設備１は、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ロール５の外周面６の外側からロール５の表層部７を加熱する加熱部２１を有し、ロール５の外周面６の内側からロール５の表層部７を冷却する冷却部２２を有する。ここで、加熱部２１は、例えばラジエーションヒータ等の輻射型の加熱ヒータや熱風を対象物に当てて対象物を加熱する加熱ヒータであり、基材２が搬送されている状態で、ロール５の円周方向で基材２が接触していない側に、ロール５の外周面６に向けて外周面６の外側からロール５の表層部７を加熱するように配置され、図１１（Ｂ）に示すように幅方向に渡って複数に分割されている。ロール５は、例えば、炭素綱やアルミニウムのような温度変化で熱膨張・収縮する部材で構成されており、ロール５の外周面６の内側には、図１１（Ａ）に示すようなロール５の外周面６からの距離が円周方向に均等な配置で、幅方向に渡って複数に分割された冷却部２２が設けられている。ここで冷却部２２は、例えば、ロール５の内部に設けられた流路に冷媒を通すようなものである。すなわち、本実施例６の塗工設備１は、実施例５の塗工設備１に対して、ロール５の表層部７への加熱と冷却の位置を逆にした実施例である。

冷却部２２にてロール５の外周面６と加熱部２１との間である表層部７を外周面６の内側から冷却することにより、表層部７が収縮し、外周面６が、ダイ１０の吐出口１１から遠ざかるように変位し、塗工隙間１２が冷却前よりも広くなる。また、加熱部２１にてロール５の外周面６の外側から表層部７を加熱することにより、表層部７が熱膨張し、外周面６が、ダイ１０の吐出口１１に対して近づくように変位し、塗工隙間１２が加熱前よりも狭くなる。

本実施例６でも、実施例１〜４で説明したような方法と同様にそれぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）の温度を変化させることにより、各ゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）の表層部７が、それぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）の温度変化によって、熱膨張・収縮し、それぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）において外周面６が変位する。そうすることで、塗工隙間１２をそれぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）で調節できる。

ロール５の表層部７を収縮させる冷却部２２をロール５の外周面６の内側に、ロール５の表層部７を膨張させる加熱部２１をロール５の外周面６の外側にそれぞれ分けて設けることにより、冷却部２２と加熱部２１間の相互の熱影響が減少するため、ロール５の温度変化を実施例４に比べて更に早くすることができ、塗工隙間１２の制御性を向上させることができる。

本発明の実施例７の塗工設備１について図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）にて説明する。図１２（Ｂ）は、図１のａ矢視を９０度回転させた図であり、Ｙ方向が幅方向である。図１２（Ａ）は、図１２（Ｂ）のｊ矢視であり、図１２（Ｃ）は図１２（Ａ）のｃ矢視である。

図１２（Ａ）に示すような本実施例７の塗工設備１は、実施例１の塗工設備１に対して、ロール５の外周面６の外側からロール５の表層部７を加熱する加熱部２１と、ロール５の外周面６の外側からロール５の表層部７を冷却する冷却部２２を更に有する。加熱部２１は、例えば、ラジエーションヒータ等の輻射型の加熱ヒータであり、基材２が搬送されている状態で、ロール５の円周方向で基材２が接触していない側に、ロール５の外周面６に向けて外周面６の外側からロール５の表層部７を加熱するように配置され、図１２（Ｂ）に示すように、幅方向に渡って複数に分割されている。冷却部２２は、例えば、冷媒を通したプレートに風を当て、冷風を対象物に当てるような冷却器であり、図１２（Ａ）に示すように、基材２が搬送されている状態で、ロール５の円周方向で基材２が接触していない側に、加熱部２１と干渉しない範囲で、ロール５の外周面６に向けて外周面６の外側から冷風を当てるように配置されており、冷却部２２は、図１２（Ｃ）に示すように、幅方向に渡って複数に分割されている。ロール５は、表層部７が、例えば、炭素綱やアルミニウムのような温度変化で熱膨張・収縮する部材で構成されている非中実のロールである。

加熱部２１にてロール５の外周面６と加熱部２１との間である表層部７を外周面６の外側から加熱することにより、表層部７が熱膨張し、外周面６が、ダイ１０の吐出口１１に近づくように変位し、塗工隙間１２が加熱前よりも狭くなる。また、冷却部２２にてロール５の外周面６の外側から表層部７を冷却することにより、表層部７が収縮し、外周面６が、ダイ１０の吐出口１１に対して遠ざかるように変位し、塗工隙間１２が冷却前よりも広くなる。

本実施例７でも、実施例１〜４で説明したような方法と同様にそれぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）の温度を変化させることにより、それぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）の表層部７が、それぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）の温度変化によって、熱膨張・収縮し、それにより、それぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）において外周面６が変位する。そうすることで、塗工隙間１２をそれぞれのゾーンで調節できる。

ロール５の外周面６の外側に加熱部２１と冷却部２２をそれぞれ設けることにより、実施例１〜６に比べてロール５を小径化することができる。

また、ロール５を非中実にすることにより、温度変化させる部材のボリュームが中実ロールよりも減少し、加熱部２１または冷却部２２から同じ熱量の温度変化を与えた場合、中実ロールの場合よりもロール５の外周面６を容易に変位させることができるため、反応よく塗工隙間１２の調節ができる。これにより、幅方向の塗膜の厚み分布の調整時間の短縮が図れる。
ができる。

ここで、加熱部２１は図１２（Ｄ）に示すような熱風を対象物に当てて対象物を加熱する加熱ヒータでもよいし、他の方式でもよい。

本発明の実施例８の塗工設備１について図１３（Ａ）にて説明する。図１３（Ａ）は、図１のａ矢視を９０度回転させた図であり、Ｙ方向が幅方向である。

本実施例８の塗工設備１は、ロール５と、ロール５の外周面６を変位させる加熱部２１および冷却部２２と、を有する。ロール５は、外周面６を有する薄い肉厚の一つの筒状の部材からなる外筒部８と、軸部２３と、幅方向に互いに隙間を空けた配置で、軸部２３の外周に固定され、外筒部８の内壁面に密着し、幅方向に分割された複数の円盤形状の温度変化で変位する部材である伸縮部２４と、で構成されている。ここで軸部２３は伸縮部２４および外周面６に回転を伝える。加熱部２１は、複数の伸縮部２４のそれぞれの内部に設けられており、複数の伸縮部２４をそれぞれ加熱する。冷却部２２は、複数の伸縮部２４のそれぞれの内部に設けられており、複数の伸縮部２４をそれぞれ冷却する。

ここで加熱部２１は、例えば、誘導加熱等の電気ヒータや、熱媒を利用した熱媒ヒータであり、伸縮部２４を加熱し、伸縮部２４を熱膨張させる。また、冷却部２２は、例えば、伸縮部２４内に設けられた流路に冷媒を通すような構造からなり、伸縮部２４を冷却し、伸縮部２４を収縮させる。伸縮部２４は、例えば、炭素綱やアルミニウムのような温度変化で熱膨張・収縮する部材からなる。外筒部８は、例えば、金属性の薄板属等の外力で変形可能な部材からなる。

加熱部２１または冷却部２２にて、伸縮部２４を加熱または冷却することにより、伸縮部２４が熱膨張または収縮し、外筒部８の内壁面と密着する密着面２５が変位する。伸縮部２４の密着面２５が温度変化で変位することにより、密着面２５の変位に合わせて外筒部８が変形し、ロール５の外周面６が変位する。

すなわち、加熱部２１にて伸縮部２４を加熱することにより、伸縮部２４が熱膨張し、密着面２５と密着する外筒部８を突き上げ、ロール５の外周面６がダイ１０の吐出口１１に近づくように変位し、塗工隙間１２が加熱前よりも狭くなる。また、冷却部２２にて伸縮部２４を冷却することにより、伸縮部２４が収縮し、密着面２５と密着する外筒部８を引っ張り、ロール５の外周面６が、ダイ１０の吐出口１１に対して遠ざかるように変位し、塗工隙間１２が冷却前よりも広くなる。

本実施例８でも、実施例１〜４で説明したような方法と同様にそれぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）の温度を変化させることにより、それぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）の伸縮部２４が、それぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）の温度変化によって、熱膨張・収縮し、それにより、それぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）において外周面６が変位する。そうすることで、それぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）の塗工隙間（１２−Ｚ１〜１２−Ｚ６）をそれぞれのゾーン（Ｚ１〜Ｚ６）で調節できる。

複数の伸縮部２４を設けることで、伸縮部２４を一つとすることに比べて、温度変化で変位する部材を分割でき、隣り合う部材からの変位の影響を低減できるため、ロール幅方向において、表層部７の変位を容易に調節できる。

また、外筒部８を一つの筒状の部材とすることにより、隣り合う伸縮部２４による外周面６の部分的な変位をロール表面上で滑らかにつなぐことができる。

ここで、外筒部８は、例えば、樹脂のように伸縮部２４の部材よりも温度を伝えにくい部材であってもよい。これにより、温度変化で変位する伸縮部２４からの外周面６への伝熱を低減し、基材２への熱伝導を押さえることができる。基材２への熱影響（変質）や塗膜への熱影響（乾燥ムラ）等が低減できる。

本実施例において、隣り合う伸縮部２４の隙間に断熱機能を有する部材を設けてもよい。隣り合う伸縮部２４間を断熱することで、他の伸縮部２４からの熱影響がなくなる。これにより、ロール５の幅方向において、外周面６の変位を更に容易に調節できる。

また、本実施例において、加熱部２１および冷却部２２は、伸縮部２４の内部になくてもよい。例えば、加熱部２１および冷却部２２が伸縮部２４に接触していても良いし、接触していなくても伸縮部２４を加熱または冷却できればよい。

以上で説明したような本発明の塗工装置および塗工方法を用いることにより、ダイを変形させるような構造を必要とせず、塗布後の塗膜の厚みを、高精度に、容易に調整することができる。

本発明の塗工装置は、以上で説明した形態に限らず、本発明の範囲内において他の形態であってもよい。例えば、熱風と冷風を切り替えバルブ等で切り替え、ロールの外周面の外側からロールに温度変化を与えるような形態であってもよい。また、加熱部や冷却部は幅方向に分割されていなくてもかまわない。

１ 塗工設備
２ 基材
３ 塗液
４ 塗液供給手段
５ ロール
６ 外周面
７ 表層部
８ 外筒部
９ 支持部
１０ ダイ
１１ 吐出口
１２ 塗工隙間
１３ スリット
１６ センサ
１７ 制御装置
１８ センサ
１９ センサ
２０ ヒータ
２１ 加熱部
２２ 冷却部
２３ 軸部
２４ 伸縮部
２５ 密着面

Claims (13)

1. ロールにて搬送される基材に、ダイにて塗液を塗布する塗工装置において、
   前記基材を外周面で支持しながら回転する前記ロールと、
   前記ロールの外周面に所定の間隔で対向する位置に吐出口が設けられた前記ダイと、
   前記ロールを温度変化させて、前記ロールの外周面を変位させる温度調節機構と、を有することを特徴とする、塗工装置。
2. 前記温度調節機構は、前記ロールの幅方向の範囲にある２以上の範囲をそれぞれ温度変化させ、前記ロールの外周面の前記２以上の範囲をそれぞれ変位させることを特徴とする、請求項１に記載の塗工装置。
3. 前記ロールは、非中実であることを特徴とする、請求項１または２に記載の塗工装置。
4. 前記温度調節機構は、前記ロールを加熱する加熱機構と、前記ロールを冷却する冷却機構と、を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の塗工装置。
5. 前記加熱機構は、前記ロールの外周面の内側から前記ロールに温度変化を与え、前記冷却機構は、前記ロールの外周面の外側から前記ロールに温度変化を与えることを特徴とする、請求項４に記載の塗工装置。
6. 前記加熱機構は、前記ロールの外周面の外側から前記ロールに温度変化を与え、前記冷却機構は、前記ロールの外周面の内側から前記ロールに温度変化を与えることを特徴とする、請求項４に記載の塗工装置。
7. 前記ロールは、前記ロールの外周面を形成する一つの外筒部と、前記外筒部の内壁面と接する、前記幅方向に分割された２以上の伸縮部と、を有し、前記外筒部は、前記温度調節機構により前記外筒部の内壁面と接する面が変位した前記伸縮部によって変形させられることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の塗工装置。
8. 前記外筒部は、前記伸縮部よりも熱を伝えにくい部材であることを特徴とする、請求項７に記載の塗工装置。
9. 前記ロールは、前記分割された２以上の伸縮部の隣接する前記伸縮部間に断熱機能を有する部材が設けられていることを特徴とする、請求項７または８記載の塗工装置。
10. ロールにて搬送される基材に、ダイにて塗液を塗布する塗工方法において、
    前記ロールに温度変化を与えることで、前記ロールの外周面を変位させ、前記ロールの外周面と前記ダイが有する塗液の吐出口との隙間の距離である塗工隙間を調節し、前記基材への塗布厚みを調整することを特徴とする、塗工方法。
11. 前記塗工隙間を測定した数値に基づいて、前記塗工隙間の調節をすることを特徴とする、請求項１０に記載の塗工方法。
12. 前記ロールの外周面の凹凸を測定した数値に基づいて、前記塗工隙間の調節をすることを特徴とする、請求項１０に記載の塗工方法。
13. 塗布後の前記基材の塗膜の厚みを測定した数値に基づいて、前記塗工隙間の調節をすることを特徴とする、請求項１０から１２のいずれかに記載の塗工方法。

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